压力不同而吸附剂吸附性能的差异来选择性吸附进
行气体分离的过程 。据煤层气中 C H
4
、
N
2
、
O
2
物理
特性的不同 ,采用合适的吸附剂和合适的压力达到
提纯煤层气中的 CH
4
成分 。
液化天然气 (L N G) 是天然气经过净化处理 、
低
温液化后的液体天然气 ,体积仅为原来的 1/ 625 ,比
天然气更清洁 、
热值更高 ,在储存 、
运输 、
贸易和应用
等方面更有优势 ,在天然气产业的发展过程中 ,液化
天然气将是重要的组成部分 。
1. 方案 1
采用变压吸附技术 ,纯化瓦斯气 ,将低浓度瓦斯
气浓缩为高浓度瓦斯气 (高浓度瓦斯中的 C H
4
含量
接近于天然气 ,原则上可与天然气互换而无需改变
天然气用户的表 、
灶具 、
管网和其他用气设备 ,也可
以用作 CN G 汽车加气站的气源 ,售价可相应下降一
点) 。除在矿区及周边地区发展 CN G 加气站外 ,剩
余部分的产品气可管输至离矿区临近的一些无天然
气气源的小城镇发展民用气及 CN G 加气站 ,最远端
可并入远距离城市的天然气储配站 ,作为天然气的
补充气源 。
此方案流程示意图见图 2 。此方案的优点是 :将
长输低热值燃气改为短输高热值燃气 ,从而可大幅
度减少工程投资 ,大幅度缩短工期 ,无需更换原有天
然气片区管网和用户灶具 ,同时扩大了瓦斯气的用
途 (可用于 CN G 加气站) 。与加压含氧量较高的低
浓度瓦斯气相比 ,加压含氧较低的高浓度瓦斯气在
经济性和安全性方面要好得多 。
图
2
方案
1
流程示意图
该方案采用低温工艺 ,基础投资大 ,在分离大量
气流时经济效益才特别显著 。但是工艺技术正处于
不同的研究和开发阶段 ,它们也可经济地用于处理
30 ×10
4
m
3
/ d 以下气流 。采用该方案生产出的产品
可以在更大范围使用 ,将获利更多 。
2. 方案 2
利用变压吸附技术 ,纯化瓦斯气 (第一步与方案
1 相同) ;第二步将高浓度瓦斯气全部或大部分采用
深冷法液化 ,生产液化天然气 ,尔后再将液化天然气
用 L N G 槽车运送至 L N G 加气站 、
CN G 加气站和民
用天然气储配站的 L N G 储槽 。在 L N G 加气站可直
接向 L N G 汽车加气 (无需加压) ;在 CN G 加气站及
民用储配站需汽化后使用 。L N G 在汽化过程中吸
热作用强烈 。可处理 30 ×10
4
m
3
/ d 以下气流 。采用
该方案生产出的产品可以在更大范围使用 ,将获利
更多 。
增设冷库或冷食品加工厂以回收冷量节能 。甚
至可以利用 L N G 的冷量建设空分站 (俗称氧气站) ,
生产氧气 、
氮气 、
液氧 、
液氮 、
液氩以期获得更大的经
济效益 。
此方案的流程示意图如图 3 。此方案的优点是 :
用槽车输送 L N G 产品 ,无需再建管输系统 ,将工程
的环境影响降低至最小 ,工程投资相对长输方案也
较低 ,建设工期相对也较短 ,见效快 ,受益地区可以
更远 (数百至上千公里) ,经济效益有可能更好 。特
别是可能为发展 L N G 汽车开辟了广阔而光明的前
景 。
图
3
方案
2
流程示意图
三 、
方案应用
尽管笔者提出的新方案投资较高 ,但是效益显
著 。我们以重庆地区的松藻煤电公司为例 ,作了新
方案的工程预算 。松藻煤电公司位于重庆市綦江县
打通镇 ,是西南最大的动力煤生产基地 ,瓦斯储量
223 ×10
8
m
3
(折合甲烷 ,下同) ,近 3 年瓦斯抽采量均
超过 1 ×10
8
m
3
,并且每年以 2000 ×10
4
m
3
的速度增
长 ,去年的抽放量已经达到 1. 2 ×10
8
m
3
。但瓦斯利
用效果不理想 ,目前 ,该公司每年瓦斯的利用率不
高 ,仅用于矿区内居民煮饭 、
洗澡及取暖等 。
由于目前川渝地区民用天然气发展很快 ,再加
上 CN G 汽车加气站的加速发展 ,天然气供应年缺口
达 10 ×10
8
m
3
之多 。如何开发和利用好松藻煤电公
司及重庆周边其他高瓦斯煤矿的煤层气 ,具有极为
重要的经济意义和良好的市场前景 。同时 ,此项目
的实施还有良好的社会效益和环境保护效益 。
本方案的投资估算约为 1. 3 亿元 ,预计高浓度
瓦斯气的成本约为 0. 55 元/ m
3
。表 1 为方案 1 投资
估算 ,表 2 为成本分布表 。
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5
4
1
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第 26 卷第 10 期 天 然 气 工 业 加工利用与安全环保