淺論煤層氣綜合利用策略

李齊祿

貴州省遵義市遵義縣楓香鎮(zhèn)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理辦公室 563112

人們俗稱的瓦斯就是煤層氣，其為烴類氣體，在煤層中含量最多，主要成分為CH4。近年來，屢有瓦斯爆炸事故發(fā)生，已經(jīng)嚴重威脅到了煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)和工人的生命安全，除此之外，煤層氣被排放到空氣中還會引起溫室效應，造成嚴重的環(huán)境問題，所以煤層氣的合理利用受到了專業(yè)的重視，下面就對煤層氣綜合利用的策略做出分析。

1 我國煤層氣資源現(xiàn)狀簡析

據(jù)資料顯示，2009年單年份我國煤層氣總抽采量達到64.5億m3，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，到了2010年總抽采量達到了88億m3，其利用量從2009年的19.3億m3達到2010年的36億m3。截止到2009年，我國已經(jīng)探明的煤層氣地質(zhì)儲量為1790億m3，可供采儲量為760億m3。國家發(fā)改委和國家能源局組織相關(guān)單位，編制了《中華人民共和國國家經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》，其對我國煤層氣的開采進行了規(guī)劃，到2012年我國新增探明煤層氣儲量達到2000億m3，2015年年產(chǎn)量計劃達到45億m3?？傮w而言，我國的煤層氣資源是相當豐富的，為了控制甚至杜絕發(fā)生煤礦瓦斯爆炸事故，也為了減少環(huán)境污染，大規(guī)模地開發(fā)煤層氣資源的同時加大利用量，已經(jīng)具有重要意義。

2 煤層氣綜合利用策略

2.1 煤層氣發(fā)電

煤層氣運用于發(fā)電業(yè)，已經(jīng)在我國征得了認可。在煤層氣綜合利用措施中，煤層氣發(fā)電占據(jù)重要地位。我國的陽煤集團已經(jīng)規(guī)劃建設(shè)了瓦斯發(fā)電廠，其裝機容量可達到29.7MW。淮南集團的瓦斯發(fā)電站，其總裝機規(guī)模達到了25920kW。在我國寧夏省所開發(fā)的發(fā)電項目一年可利用瓦斯7500萬m3，可提供將近3億kW·h的發(fā)電總量。除了上述發(fā)電項目外，我國重慶、云南、新疆、遼寧、貴州等地都在規(guī)劃建設(shè)發(fā)電項目以充分利用煤層氣。利用煤層氣發(fā)電的發(fā)電站系統(tǒng)要采用熱電冷三聯(lián)供，發(fā)電的余熱要進行回收利用，具體要根據(jù)溫度不同有所差異。通過余熱鍋爐的廢氣，是燃氣輪機發(fā)電后所排出的，在寒冷的冬季還可以作供暖使用，在夏季，可以安裝吸收式制冷機對其進行制冷，為人們的日常生活提供熱水，這樣是對煤層氣的最大限度利用。這一供電系統(tǒng)，可以使煤層氣資源的利用率達到80%甚至更多。根據(jù)勝利油田勝利動力機械有限公司相關(guān)負責人講述，1m3的瓦斯，含量為100%，可以發(fā)電3.2～3.3度；若含量為30%，1m瓦斯可發(fā)1度電。由此可見，瓦斯發(fā)電的效益是相當顯著的，而且其還具有低投資、高回報率的優(yōu)勢，建設(shè)施工的周期也比較短。面對電力日益緊張的現(xiàn)今社會，瓦斯發(fā)電可以帶來良好的經(jīng)濟效益。

2.2 煤層氣液化

煤層氣液化是現(xiàn)今煤層氣資源綜合利用的重大技術(shù)之一。經(jīng)過液化后，煤層氣的體積會大幅縮小，只有原來的1/625，對提高其單位體積燃燒值具有重要意義，這為其作為交通工具燃料提供了極大方便，對我國的缺油現(xiàn)狀起到了一定的緩解作用。煤層氣在液化過程中，會不斷釋放冷量，這些冷量是巨大的，如果能將其全部轉(zhuǎn)化為電力，那么1噸液化天然氣的冷量就可以轉(zhuǎn)化為250kW·h的電力。截止到目前，全球最大的煤層氣液化項目在2009年落戶我國重慶松藻，目前該項目可以實現(xiàn)液化煤層氣9100m3的年產(chǎn)量。另外，在沁水順泰，每日可以對50萬m3的煤層氣進行液化；在山西易高，其每日可以處理90萬m3煤層氣液化；目前，在新疆、河南、內(nèi)蒙等地，也正在規(guī)劃建設(shè)煤層氣液化項目。

2.3 煤層氣合成油

煤層氣合成油的技術(shù)借鑒于天然氣合成油，其可以生產(chǎn)出柴油、汽油，對環(huán)境保護有利，也可以滿足汽車發(fā)動機的需求。煤層氣合成油利用先進的費·托法合成技術(shù)，基于先進的淤漿床反應器和新型鈷催化劑，實現(xiàn)合成油的生產(chǎn)，其合成過程由造氣工藝、費·托合成工藝和產(chǎn)品改質(zhì)工藝三個階段構(gòu)成。隨著科學技術(shù)的發(fā)展和相關(guān)專家的認真研究，在原有基礎(chǔ)上，又提出了煤層氣合成油的新工藝，即天然氣合成液態(tài)烴，這一工藝所使用的天然氣是由各個中小天然氣田和油氣共生而成，運用科技手段實現(xiàn)其到優(yōu)質(zhì)石蠟基液態(tài)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化，這樣也方便運輸天然氣資源，并提升其利用率。

2.4 煤層氣化工合成

煤層氣運用于化工業(yè)，主要是把高濃度的煤層氣當做化工原料，以合成化工產(chǎn)品，如氨、甲醇和甲醛，其中最重要的兩種合成途徑就是合成甲醇和氨。在目前世界上的合成氨總量來講，有76%以上都是由天然氣合成來的。甲醇是作為化工中間體存在的，廣泛運用于化工行業(yè)，市場需求是很大的。所以，煤層氣代替天然氣實現(xiàn)氨和甲醇的合成是具有重大意義的。就利用率來講，利用非催化法合成甲醇后，煤層氣基本能夠?qū)崿F(xiàn)100%利用。在我國山西華園建設(shè)了90萬t/a煤層氣經(jīng)甲醇制二甲醚項目。甲醇和二甲醚調(diào)和在一起，按一定比例配置，可以作為醇醚燃料，供汽車燃料使用。另外，不僅在我國甚至在世界科技競相發(fā)展的熱點，就是直接甲醇燃料電池，其具有高能效、低溫度操作等優(yōu)勢，具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2.5 煤層氣民用

煤層氣在傳統(tǒng)用途方面就是用于民用。在礦區(qū)，煤層氣是一種清潔能源，可以提供居民炊事之用，煤層氣經(jīng)燃燒后，屬于清潔排放，避免因排放煤層氣引發(fā)的溫室效應等環(huán)境污染現(xiàn)象，對礦區(qū)附近的居民也提供了生活便利，節(jié)省了煤礦企業(yè)的日常開支，提高其經(jīng)濟效益。近年來，為了充分利用能源，更大惠及民眾，大力鼓勵將煤層氣提供民用，為煤層氣資源利用率的提升提供了保障。

3 小結(jié)

科學技術(shù)的發(fā)展，使低濃度煤層氣提純技術(shù)漸近成熟，近年來，煤層氣的利用已經(jīng)深入到化工產(chǎn)品合成領(lǐng)域，其具有高附加值，與此同時，我國各項煤層氣資源開采利用的各項政策也在不斷完善，使得煤層氣資源利用量得到較大提高，這對推動我國煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了有利作用。

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