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煤礦瓦斯制造液化天然氣的工藝路線比較

文檔作者：白瑞安文檔來源：山西國瑞新能源有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年08月15日
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2011年第l期(總第64期)
紅源與芋稚
￡NERGY AND ENERGY CONSERVATION 2011年1月
{矯”o嫩
；節(jié)能減攆．i
煤礦瓦斯制造液化天然氣的工藝路線比較
白瑞安
(山西國瑞新能源有限公司，山西太原030006)
摘要：敘述了幾種煤礦瓦斯制造液化天然氣(LNG)工藝流程，提出了選擇工業(yè)化生產(chǎn)路線的原則。
關(guān)鍵詞：煤礦瓦斯；工藝流程；安全
中圖分類號：TD712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：2095_0802．(2011)01J0033旬3
Comparison Between Techniques Used to Produce
Lique6ed Natural Gas from Coal Methane
BAI Rui·an
(Shanxi Guorui New Energy Co．，Ltd．，1_ajyuan 030006，Shanxi，China)
Abstract：r111e p印er describe seveml techniqIles to produce liqIlefied natural g舾from coaI meth鯽e．卟en the塒nciple of industri—
alize the produce pI優(yōu)ess is concluded．
Key words：coal methane；technique8；8afety
O 引言
發(fā)利用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
在煤層中吸附著大量的伴生氣，俗稱煤層氣，其有
效成分為CH。。中國絕大多數(shù)煤礦在采煤前沒有對煤
層氣預(yù)抽，由動采區(qū)和采空區(qū)抽放的煤層氣中混入不
同量的空氣，這種混合氣稱為含氧煤層氣，俗稱煤礦瓦
斯(以下均稱含氧煤層氣)，其有效成分也是cH。，濃度
在8％～80％之間。在中國因為采煤每年向大氣排放
含氧煤層氣，利用率不足10％，少量的用于就近發(fā)電。
以含氧煤層氣為原料制成壓縮天然氣(CNG)或液
化天然氣(LNG)是變廢為寶，變害為利，造福國家，造
福人民的功德工程，符合國家產(chǎn)業(yè)政策?。作為資源
能源大省的山西，在為國家發(fā)展提供能源支撐的同時，
隨著大規(guī)模、高強(qiáng)度的煤炭資源開發(fā)與利用，含氧煤層
氣也隨著科學(xué)進(jìn)步，天然氣價格上漲，有了回收利用的
空間。在充分利用其有效成分，避免含氧煤層氣直接
排空造成大氣污染問題，為環(huán)境保護(hù)發(fā)揮著積極作
用。
將含氧煤層氣中的CH。通過液化，制成成品為
99％以上的液態(tài)CH。(LNG)，使其體積壓縮成氣態(tài)CH。
的1／625，解決了運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)半徑可達(dá)1 000 km以上的成
本問題口J?？墒筁NG低壓低溫運(yùn)輸后罐裝供給用戶，
廣泛用于民用燃料、工業(yè)燃料、車輛船舶的動力燃料和
化工原料等領(lǐng)域。目前，國內(nèi)LNG市場供應(yīng)趨緊，LNG
價格會不斷攀升，市場廣闊，前景看好。含氧煤層氣開
收稿日期：2010—12—14
作者簡介：白瑞安，1961年出生，男，山西興縣人，1983年畢業(yè)于
太原理工大學(xué)無機(jī)化工專業(yè)，高級工程師。
1 工藝技術(shù)路線路徑分析
利用含氧煤層氣時，由于存在大量的O：以及含氧
煤層氣增壓伴有溫度升高，致使爆炸極限范圍變寬，因
此，存在著含氧煤層氣在爆炸極限范圍內(nèi)運(yùn)行的情況。
回收利用含氧煤層氣中的cH。，難點在于含氧煤層氣
提純cH。的過程。不管對含氧煤層氣進(jìn)行何種方法脫
氧回收CH。，在含氧煤層氣抽放出來時CH。含量低的
條件下，均需對原料氣進(jìn)行壓縮，但在有O：且cH。含
量不高的情況，對該氣體的壓縮存在著一定的安全隱
患。含氧煤層氣脫氧是制約含氧煤層氣利用的關(guān)鍵問
題”j。所以，必須根據(jù)含氧煤層氣的成分，本著安全生
產(chǎn)、技術(shù)先進(jìn)可靠、效益最佳的原則，選擇適宜的工藝
技術(shù)路線。目前，含氧煤層氣提濃工藝技術(shù)流程有幾
種可供工業(yè)化生產(chǎn)選擇。包括直接深冷液化分離流
程、變壓吸附提濃+深冷液化流程、催化脫氧流程(焦
炭法、貴金屬法、非貴金屬耐硫催化劑法)+深冷液化
流程。
1．1直接深冷液化分離流程
自抽放站氣柜來的含氧煤層氣(煤礦瓦斯)，經(jīng)過
除水、除塵，進(jìn)入原料氣壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，壓縮后的氣
體經(jīng)冷卻，再次除水、除塵和脫除C0：。然后，再進(jìn)入
氣體制冷、液化分離系統(tǒng)，降溫、液化和分離。
在制冷、液化分離系統(tǒng)里經(jīng)壓縮、凈化的原料氣，
進(jìn)入換熱器中交換熱量，降溫后的含氧煤層氣進(jìn)入分
餾塔，氣體部分自下而上經(jīng)過塔板，在分餾塔頂部原料
氣被部分冷凝為液體，液體在塔中向下流動。液體在
分餾塔底部被蒸發(fā)，成為分餾塔的氣體，氣體自下而上

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