1 引言
煤层气,是一种吸附在煤层中的可燃性气体,其主要成分是甲烷。在煤矿开采过程中,必须提前将它抽放掉,否则就会对采矿人员的生命安全带来严重的威胁。但是,煤层气也是一种宝贵的清洁能源和重要的化工原料,应该加以很好的利用。中国的煤层气资源极为丰富,但开发利用却很少,大部分都是排放到大气中,这不但造成了严重的大气污染,也是很大的资源浪费。
采用地面打井的方法,来实现煤层气回收的技术,在世界范围内已有很好的发展。但是,采煤过程中抽放的瓦斯气(Coal Mine Methane 简称CMM),压力很低,甲烷含量也低,约在 50%左右,有的甚至低至 30%以下。抽放的瓦斯气中混有空气。这就给煤层气的加工和输送带来了困难。这种含空气的煤层气通常只能就地使用,放空浪费的现象就更严重,这个问题在中国一直没有得到很好的解决。最近,由北京赞成国际投资有限公司和中科院理化技术研究所及煤矿企业合作,成功地开发了一种小型工业试验装置,采用一种低温分离的专利技术,把CMM中的煤层气(主要是甲烷)和空气分离开来,同时将提纯后的煤层气液化,这就极大地方便了煤层气的运输和利用。
装置运行的结果显示,分离液化后生产的液化天然气纯度,经检测达到99.86%,分离后排放的空气甲烷含量小于 0.1%。这种方案和流程的设备简单、能耗物耗低、产品纯度高。由于含氧煤层气放空现象较严重,因而原料气价格较低,天然气这一清洁能源又十分紧缺,市场价格好,投资方在四、五、年内就能收回投资。因此,这个项目不但能显著地降低大气污染,有很好的社会效益,而且具有很好的经济效益。
现在,在这一成果的基础上,一个新的研究开发机构即将在北京成立。一方面要立即着手建立大型的工业化生产装置,另一方面要进一步研究新技术、新工艺,使中国的煤层气能够得到更好的应用.