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煤制气与煤层气一字之差 大有不同
时间:2018-03-19 11:08:23  发布出处:嘉弈能源  浏览数:127

煤层气:

煤层气是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体,是煤的伴生矿产资源,属非常规天然气,是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。俗称“瓦斯”,热值是通用煤的2-5倍,1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤,其热值与天然气相当,可以与天然气混输混用,而且燃烧后很洁净,几乎不产生任何废气,是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。

煤层气空气浓度达到5%-16%时,遇明火就会爆炸,这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。煤层气直接排放到大气中,其温室效应约为二氧化碳的21倍,对生态环境破坏性极强。在采煤之前如果先开采煤层气,煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。煤层气的开发利用具有一举多得的功效:洁净能源,商业化能产生巨大的经济效益,为国家战略资源。

煤炭源于陆生高等植物,煤的原始有机物质主要是碳水化合物、木质素,成煤作用由泥炭化和煤化作用2个阶段完成。由植物-泥炭-褐煤-烟煤-无烟煤,是经过未成岩-成岩-变质作用-泥炭化-煤化的全过程。

泥炭化阶段(成岩期前),有机质在低温(<50℃)和近地表氧化环境中,由于细菌的作用,生成少量甲烷及二氧化碳,呈水溶状态或游离状态而散失。褐煤阶段已经进入成岩阶段,属煤化作用的未变质阶段。此期是干酪根的未成熟期,地温在50℃左右,镜质体反射率Ro≈0.5%,有机质热降解作用已经开始并且逐步加深,生物化学作用逐步减弱,主要生成甲烷及其他挥发物。烟煤阶段的长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤属煤化作用的低-中变质阶段,Ro为0.5%~2.0%。此期是干酪根的成熟期,已经进入生油门限,沉积物埋深达到1000~4500m,地温达50~150℃,有机质经过热降解,有重烃、轻烃、甲烷及其他挥发物产出。煤化作用的后期是高变质阶段,一般将贫煤与无烟煤划在这一阶段,Ro>2.0%,此期是干酪根过成熟期,地温>150℃,埋深>4500m,热降解产物主要是甲烷。

煤层气或瓦斯的热值跟甲烷(CH4)含量有关,地面抽采的煤层气甲烷(CH4)含量一般大于96.5%,当甲烷含量97.8%时,在0℃,101.325kPa下;

高热值:QH=38.9311MJ/Nm3(约9299kcal/Nm3)
低热值:QL=34.5964MJ/Nm3(约8263kcal/Nm3)

井下抽采的煤层气(瓦斯)一般将甲烷(CH4)含量调整到40.8%后利用,此时瓦斯的热值为:(在0℃,101.325kPa下)

低热值:14.63MJ/m3(约3494kcal/Nm3)
高热值:16.24MJ/m3(约3878kcal/Nm3)

煤层气可以用作民用燃料、工业燃料、发电燃料、汽车燃料和重要的化工原料,用途非常广泛。每平方煤层气大约相当于9.5度电、3m3水煤气、1L柴油、接近0.8kg液化石油气、1.1-1.2L汽油,另外,煤层气燃烧后几乎没有污染物,因此它是相当便宜的清洁型能源。

在一定过空间范围内,煤层气比空气轻,其密度是空气的0.55倍,稍有泄漏会向上扩散,只要保持室内空气流通,即可避免爆炸和火灾。而煤气、液化石油气密度是空气的1.5—2.0倍,泄漏后会向下沉积,所以危险性要比煤层气要大的多。

煤层气爆炸范围为5—15%,水煤气爆炸范围6.2—74.4%,因此,煤层气相对于水煤气不易爆炸,煤层气不含CO,在使用过程中不会象水煤气那样发生中毒现象。

煤层气的开采一般有两种方式:一是地面钻井开采;二是井下瓦斯抽放系统抽出,地面钻井开采的煤层气和抽放瓦斯都是可以利用的,通过地面开采和抽放后可以大大减少风排瓦斯的数量,降低了煤矿对通风的要求,改善了矿工的安全生产条件。地面钻井开采方式,国外已经使用,我国有些煤层透气性较差,地面开采有一定困难,但若积极开发每年至少可采出50亿立方米;由于过去除了供暖外没有找到合理的利用手段,未能充分利用,所以,抽放瓦斯绝大部分仍然排入大气,花去了费用,浪费了资源,污染了环境。

我国煤层气资源丰富。据煤层气资源评价,我国埋深2000m以浅煤层气地质资源量约36万亿m3,主要分布在华北和西北地区。其中,华北地区、西北地区、南方地区和东北地区赋存的煤层气地质资源量分别占全国煤层气地质资源总量的56.3%、28.1%、14.3%、1.3%。1000m以浅、1000~1500m和1500~2000m的煤层气地质资源量,分别占全国煤层气资源地质总量的38.8%、28.8%和32.4%。全国大于5000亿m3的含煤层气盆地(群)共有14个,其中含气量在5000~10000亿m3之间的有川南黔北、豫西、川渝、三塘湖、徐淮等盆地,含气量大于10000亿立方米的有鄂尔多斯盆地东缘、沁水盆地、准噶尔盆地、滇东黔西盆地群、二连盆地、吐哈盆地、塔里木盆地、天山盆地群、海拉尔盆地。

我国煤层气可采资源总量约10万亿m3,其中大于1000亿m3的盆地(群)有15个:二连、鄂尔多斯盆地东缘、滇东黔西、沁水、准噶尔、塔里木、天山、海拉尔、吐哈、川南黔北、四川、三塘湖、豫西、宁武等。二连盆地煤层气可采资源量最多,约2万亿m3;鄂尔多斯盆地东缘、沁水盆地的可采资源量在1万亿m3以上,准噶尔盆地可采资源量约为8000亿m3。

煤制气:

煤制气以煤为原料经过加压气化后,脱硫提纯制得的含有可燃组分的气体。根据加工方法、煤气性质和用途分为:煤气化得到的是水煤气、半水煤气、空气煤气 (或称发生炉煤气) ,这些煤气的发热值较低,故又统称为低热值煤气;煤干馏法中焦化得到的气体称为焦炉煤气,属于中热值煤气,可供城市作民用燃料。煤气中的一氧化碳和氢气是重要的化工原料,可用于合成氨、合成甲醇等。为此,将用作化工原料的煤气称为合成气,它也可用天然气、轻质油和重质油制得。

原料煤在煤气化装置中与空分装置来的高纯氧气和中压蒸汽进行反应制得粗煤气;粗煤气经耐硫耐油变换冷却和低温甲醇洗装置脱硫脱碳后,制成所需的净煤气;从净化装置产生富含硫化氢的酸性气体送至克劳斯硫回收和氨法脱硫装置进行处理,生产出硫磺;净化气进入甲烷化装置合成甲烷,生产出优质的天然气;煤气水中有害杂质通过酚氨回收装置处理、废水经物化处理、生化处理、深度处理及部分膜处理后,废水得以回收利用;除主产品天然气外,在工艺装置中同时副产石脑油、焦油、粗酚、硫磺等副产品。主工艺生产装置包括空分、碎煤加压气化炉;耐硫耐油变换;气体净化装置;甲烷化合成装置及废水处理装置。辅助生产装置由硫回收装置、动力、公用工程系统等装置组成。

作为人工煤气的一种,是将燃料煤经干馏、气化、裂解制取的可燃气体,是洁净煤利用技术的一种燃烧方式。煤制气热值比天然气热值低,但其制取方便,可自备设备自行生产,不受运输管线限制,在我国天然气供应不足的当前是洁净能源利用不可替代的一种热源气体。煤制气因其诸多优势,被广大工矿企业应用,并且也被用做生活用气。

 

 

 

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