随着石油、天然气价格的飞涨和能源短缺问题的加剧，新能源的开发利用成为了全球共同关注的话题。煤层气作为一种清洁能源，以其丰富的储量和广阔的应用空间成为了近年来我国能源发展的重点研究对象。本文针对煤层气的性质特点和我国当前煤层气的利用现状，通过对现有工艺的比选和具体气源的分析，提出了新型煤层气变压吸附分离和吸附储运的联合工艺及工程化设计，并对其进行了相应的技术分析。该工艺是将低浓度煤层气通过变压吸附技术进行提纯，分离出所需的高浓度甲烷产品气，提纯后的甲烷气（甲烷含量大于90%）通过吸附技术储存于吸附储罐中，再由储运车输送给下游用户使用。其中，变压吸附工艺主要针对煤层气中甲烷与氮气的分离，通过Aspen中Adsim模块对该流程进行模拟得出，甲烷含量为30%的原料气经过变压吸附后可得到甲烷含量为92.1%的产品气，回收率为91.67%，具有良好的技术可行性；吸附储运工艺主要针对提纯后的甲烷气的储存和运输。通过对LNG、CNG和ANG三种储运方式的技术经济分析得出，吸附储运方式具有突出的经济性。同时，本方案选择了高表面活性炭作为工艺的吸附剂材料，并通过相应的制备工艺生产出了最优比表面积为2753m~2/g，孔容为1.488cm~3/g，孔径为2.162nm的高表面活性炭，能够很好的满足工艺需求。该项联合工艺创新的把变压吸附分离提纯技术和吸附储运技术相结合，并配合新型高效吸附剂的应用，从而实现了煤层气的高效利用。按照气源开采处理量为12000Nm~3/h计算，项目总投资约为2500万元；处理后的煤层气将会通过吸附储运输送到门站销售，盈利可达1070万元/年，即4年实现盈利。整个工艺装置简单、运行安全、经济性佳，具有很强的应用推广价值。