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煤矿抽放煤层气和垃圾填埋气富含CH4,CH4是清洁的化石燃料,同时也是主要的温室气体之一。回收纯化煤层气和垃圾填埋气中CH4的过程涉及CH4/N2和CH4/CO2混合气的分离,因此研究这两种体系的高效分离具有很大的环境效益和经济效益。变压吸附技术是一种较为成熟的气体分离技术,但是该技术应用于煤矿抽放气和垃圾填埋气中CH4/N2和CH4/CO2混合气的分离浓缩时,存在吸附剂分离效率低,循环吸附过程能耗高等关键问题。本文选用沥青基活性炭小球(华东理工大学大学最新研制)和沸石13X-APG (上海环球分子筛有限公司最新研制)作为吸附剂,吸附回收煤层气和垃圾填埋气中的CH4。通过对单组分和双组分吸附平衡进行测量和模拟,探讨这两种吸附剂用于分离CH4/N2和CH4/CO2体系的可行性和有效性。采用磁悬浮天平测量了CO2、CH4和N2在沥青基活性炭小球上的单组分吸附等温线,并利用理论模型MSL model, Sips model, Toth model, DSL model, Virial model)对实验数据进行拟合得到各项热力学参数。进一步采用填充床突破曲线和磁悬浮天平测量CH4/CO2和CH4/N2在沥青基活性炭小球上的双组分竞争吸附平衡,并利用IAST模型、MSL模型和二元Virial模型等理论模型对竞争吸附等温线进行模拟。根据吸附平衡数据,估算CH4/N2和CH4/CO2分离选择性,实验数据证明活性炭小球对CH4/N2体系具有良好的分离效果,吸附分离性能明显高于文献报道的其它碳吸附材料,是一种吸附浓缩煤层气甲烷的良好材料；但是对CH4/CO2体系的分离效率偏低,并低于沸石材料,可能不适合该体系分离。利用磁悬浮天平测量了CO2、CH4与N2在沸石13X-APG上的单组分吸附等温线,对吸附平衡实验数据采用理论模型(MSL model, Sips model, Toth model, Virial model)进行拟合,非线性回归得到吸附热等模型参数。根据单组分吸附平衡数据估算CH4/N2和CH4/CO2分离选择性,数据结果表明沸石13X-APG对于CH4/CO2体系的平衡选择性明显高于文献报道的数据,是一种分离CH4/CO2体系的良好吸附材料；但是对于CH4/N2体系的平衡选择性较低,明显低于活性炭小球,推测不是低浓度煤层气甲烷吸附浓缩的高效吸附材料。进一步采用突破曲线测量了CH4/CO2混合气在沸石13X-APG的竞争吸附,获得了混合体系的竞争吸附等温线,通过对比实验数据与LRC模型预测值的吻合程度证明模型具有良好的预测能力。