含氧煤层气,即由于煤矿的开采而释放出的甲烷含量在20%-75%的煤层气,在我国储量丰富,是一种潜在的、可利用的能源。但由于含有10%-15%的氧气,含氧煤层气存在爆炸危险。因此,该煤层气的脱氧是其开发利用的前提条件,本文探索了化学吸收法进行煤层气脱氧的可行性。首先,选择价廉易得的亚硫酸钠水溶液作为吸收剂,在鼓泡反应器中通过对比试验筛选并确定了催化效果显著的硫酸钴作为催化剂,并初步探索了吸收过程的工艺条件,证实亚硫酸钠催化吸收法脱除煤层气中的氧气在技术上具有可行性。在此基础上,以氧气含量为15%的模拟煤层气为研究对象,采用相界面积固定的气液双搅拌反应器,对吸收过程的工艺条件,即气液相搅拌速度、吸收液浓度、催化剂浓度、溶液pH,以及反应温度等因素的影响进行了考察,确定的适宜的吸收工艺条件为:吸收温度为60℃,亚硫酸钠溶液浓度0.4mol/L,催化剂浓度为0.9g/L。最后,对亚硫酸钠催化吸收法脱氧的气液反应动力学进行系统的研究,证实亚硫酸钠吸收氧气过程分为氧气扩散控制和氧化反应控制两个阶段,表征控制步骤的亚硫酸钠特征浓度与氧气分压有关。根据实验数据,分别得到:氧气扩散控制阶段的宏观动力学方程为氧化反应控制阶段的动力学方程为