淺談煤礦低濃度瓦斯脫氧提濃生產CNG/LNG工藝

傅強

摘要：對于抽采濃度低的礦井，由于甲烷含量低、氧氣和氮氣含量較高，為了使抽采瓦斯得以利用，就需要對抽采瓦斯進行提純，本篇文章主要介紹煤礦低濃度瓦斯脫氧提濃生產CNG或LNG，以及如何保證安全高效分離和保證工藝過程的絕對安全。

關鍵詞：吸附劑 CNG/LNG 脫氧

煤礦低濃度瓦斯脫氧提濃生產CNG或LNG工藝主要利用專用吸附劑DKT-612（脫氧）、DKT-611（脫氮）以及一整套工藝安全保障裝置，提純工藝已在山西省昔陽縣寺家莊成功應用。

一、提純工藝的安全保障

工藝裝置和吸附劑安全保障：整個工藝存在安全隱患的裝置主要有吸附塔、輸送管道、緩沖罐以及壓縮機。對于吸附塔的安全保障，采用具有靜電良導體、導熱性的無塵化專用吸附劑，防止靜電的產生，并及時將塔內可能意外因素產生的熱量轉移，使之能力完全低于甲烷的點火能，消除可燃氣體燃燒與爆炸三要素之一，從而防止并抑制爆炸發生，同時因專用吸附劑可轉移外部氣體局部燃爆所產生的熱量，使氣體燃爆鏈式傳遞中斷，起到隔爆的功能。對于輸送管道和緩沖罐的安全保障，采用了具有良好導電、導熱性的特殊多孔材料充滿管道和緩沖罐，并在管道上間隔一定距離加裝專用抑爆材料，在管道上還增加泄爆設施，利用此多重保險保證該部分裝置的安全。對于壓縮機的安全保障，采用無摩擦生熱及金屬碰擊不產生火花的特殊專用壓縮機，并在工藝設計上使被壓縮煤層氣中的甲烷及氧氣濃度盡量遠離其爆炸限范圍，從而使壓縮機工作于安全條件下。

二、提純工藝技術特點

本技術采用具有自主知識產權的專用吸附劑DKT-612、DKT-611以及一整套工藝安全保障措施，具有瓦斯甲烷濃度和流量波動適應性強、甲烷收率高、能耗低、流程簡單、自動化程度高、投資低、經濟效益好、競爭力強的特點，適合大規模工業化推廣應用。目前該技術處于國際領先地位，在我國的大規模推廣應用將有利于加快“氣化中國”目標的實現，推動煤炭城市的生態轉型。

三、提純工藝的前景

利用本技術建成工業裝置投產后的產品為CNG（壓縮天然氣）和LNG（液化天然氣），其對應的市場主要為城鎮居民燃氣、交通運輸燃料（公交車、出租車等）、工業燃料和化工原料等，完全符合國家能源結構優化戰略要求。在城鎮居民燃氣市場方面，常規天然氣的供需矛盾突出，全國范圍內冬季連年出現“氣荒現象”。在交通運輸燃料市場方面，全國范圍內主要城市已形成了一定規模的天然氣汽車用氣市場，但受限于CNG和LNG供給量嚴重不足，其規模仍很小，目前還僅是公交車和出租車在使用，而本技術提供的產品CNG/LNG將極大推動清潔能源汽車市場的繁榮發展。在工業燃料和化工原料市場方面，我國工業能源消費結構極不合理，較多地區仍以傳統的煤炭消費為主，在國家生態轉型戰略要求的強烈驅使下，對于天然氣這種安全可靠、綠色環保、經濟高效的清潔能源需求量必將猛增。因此，本技術應用生產的產品CNG/LNG具有十分廣闊的市場前景。

四、提純工藝的效益分析

根據國家能源局發布的煤層氣（煤礦瓦斯）開發利用“十二五”規劃，2015年煤層氣（煤礦瓦斯）產量將達到300億m3。本效益分析的基礎是假設50%的煤礦瓦斯（150億m3）采用本技術加以回收利用，其中單套CNG裝置的規模以1500萬Nm3/年計，總投資0.6億元，單套LNG裝置的規模以5萬噸/年（折合純甲烷量7500萬Nm3）計，總投資3.3億元，該投資以煤礦瓦斯氣中甲烷濃度為20vol%計。

1、社會效益

2、經濟效益

五、結語

煤礦低濃度瓦斯脫氧提純制CNG/LNG技術采用專用吸附劑DKT-612（脫氧）、DKT-611（脫氮）以及一整套工藝安全保障措施，利用我國豐富的低濃度煤礦瓦斯提濃生產CNG或LNG，可實現煤礦安全和社會經濟生態效益的雙贏。如能利用本技術建成工業化裝置，將為居民生產生活、交通運輸、工業生產提供優質高效清潔能源，緩解我國能源緊張，降低石油和天然氣對外依存度，推動能源結構的優化，促進“氣化中國的建設，實現國內煤炭城市的生態轉型和發展。

參考文獻：

[1] 接銘訓.中國煤層氣產業發展問題探討及相關建議[J].中國煤層氣.2007.1

[2] 張增平.煤礦低濃瓦斯提純技術及經濟性分析.中國煤層氣，2010.2

[3] 楊陸武.中國煤層氣藏的特性及其開發技術要求[J].天然氣工業，2002.6endprint

摘要：對于抽采濃度低的礦井，由于甲烷含量低、氧氣和氮氣含量較高，為了使抽采瓦斯得以利用，就需要對抽采瓦斯進行提純，本篇文章主要介紹煤礦低濃度瓦斯脫氧提濃生產CNG或LNG，以及如何保證安全高效分離和保證工藝過程的絕對安全。

關鍵詞：吸附劑 CNG/LNG 脫氧

煤礦低濃度瓦斯脫氧提濃生產CNG或LNG工藝主要利用專用吸附劑DKT-612（脫氧）、DKT-611（脫氮）以及一整套工藝安全保障裝置，提純工藝已在山西省昔陽縣寺家莊成功應用。

一、提純工藝的安全保障

工藝裝置和吸附劑安全保障：整個工藝存在安全隱患的裝置主要有吸附塔、輸送管道、緩沖罐以及壓縮機。對于吸附塔的安全保障，采用具有靜電良導體、導熱性的無塵化專用吸附劑，防止靜電的產生，并及時將塔內可能意外因素產生的熱量轉移，使之能力完全低于甲烷的點火能，消除可燃氣體燃燒與爆炸三要素之一，從而防止并抑制爆炸發生，同時因專用吸附劑可轉移外部氣體局部燃爆所產生的熱量，使氣體燃爆鏈式傳遞中斷，起到隔爆的功能。對于輸送管道和緩沖罐的安全保障，采用了具有良好導電、導熱性的特殊多孔材料充滿管道和緩沖罐，并在管道上間隔一定距離加裝專用抑爆材料，在管道上還增加泄爆設施，利用此多重保險保證該部分裝置的安全。對于壓縮機的安全保障，采用無摩擦生熱及金屬碰擊不產生火花的特殊專用壓縮機，并在工藝設計上使被壓縮煤層氣中的甲烷及氧氣濃度盡量遠離其爆炸限范圍，從而使壓縮機工作于安全條件下。

二、提純工藝技術特點

本技術采用具有自主知識產權的專用吸附劑DKT-612、DKT-611以及一整套工藝安全保障措施，具有瓦斯甲烷濃度和流量波動適應性強、甲烷收率高、能耗低、流程簡單、自動化程度高、投資低、經濟效益好、競爭力強的特點，適合大規模工業化推廣應用。目前該技術處于國際領先地位，在我國的大規模推廣應用將有利于加快“氣化中國”目標的實現，推動煤炭城市的生態轉型。

三、提純工藝的前景

利用本技術建成工業裝置投產后的產品為CNG（壓縮天然氣）和LNG（液化天然氣），其對應的市場主要為城鎮居民燃氣、交通運輸燃料（公交車、出租車等）、工業燃料和化工原料等，完全符合國家能源結構優化戰略要求。在城鎮居民燃氣市場方面，常規天然氣的供需矛盾突出，全國范圍內冬季連年出現“氣荒現象”。在交通運輸燃料市場方面，全國范圍內主要城市已形成了一定規模的天然氣汽車用氣市場，但受限于CNG和LNG供給量嚴重不足，其規模仍很小，目前還僅是公交車和出租車在使用，而本技術提供的產品CNG/LNG將極大推動清潔能源汽車市場的繁榮發展。在工業燃料和化工原料市場方面，我國工業能源消費結構極不合理，較多地區仍以傳統的煤炭消費為主，在國家生態轉型戰略要求的強烈驅使下，對于天然氣這種安全可靠、綠色環保、經濟高效的清潔能源需求量必將猛增。因此，本技術應用生產的產品CNG/LNG具有十分廣闊的市場前景。

四、提純工藝的效益分析

根據國家能源局發布的煤層氣（煤礦瓦斯）開發利用“十二五”規劃，2015年煤層氣（煤礦瓦斯）產量將達到300億m3。本效益分析的基礎是假設50%的煤礦瓦斯（150億m3）采用本技術加以回收利用，其中單套CNG裝置的規模以1500萬Nm3/年計，總投資0.6億元，單套LNG裝置的規模以5萬噸/年（折合純甲烷量7500萬Nm3）計，總投資3.3億元，該投資以煤礦瓦斯氣中甲烷濃度為20vol%計。

1、社會效益

2、經濟效益

五、結語

煤礦低濃度瓦斯脫氧提純制CNG/LNG技術采用專用吸附劑DKT-612（脫氧）、DKT-611（脫氮）以及一整套工藝安全保障措施，利用我國豐富的低濃度煤礦瓦斯提濃生產CNG或LNG，可實現煤礦安全和社會經濟生態效益的雙贏。如能利用本技術建成工業化裝置，將為居民生產生活、交通運輸、工業生產提供優質高效清潔能源，緩解我國能源緊張，降低石油和天然氣對外依存度，推動能源結構的優化，促進“氣化中國的建設，實現國內煤炭城市的生態轉型和發展。

參考文獻：

[1] 接銘訓.中國煤層氣產業發展問題探討及相關建議[J].中國煤層氣.2007.1

[2] 張增平.煤礦低濃瓦斯提純技術及經濟性分析.中國煤層氣，2010.2

[3] 楊陸武.中國煤層氣藏的特性及其開發技術要求[J].天然氣工業，2002.6endprint

摘要：對于抽采濃度低的礦井，由于甲烷含量低、氧氣和氮氣含量較高，為了使抽采瓦斯得以利用，就需要對抽采瓦斯進行提純，本篇文章主要介紹煤礦低濃度瓦斯脫氧提濃生產CNG或LNG，以及如何保證安全高效分離和保證工藝過程的絕對安全。

關鍵詞：吸附劑 CNG/LNG 脫氧

煤礦低濃度瓦斯脫氧提濃生產CNG或LNG工藝主要利用專用吸附劑DKT-612（脫氧）、DKT-611（脫氮）以及一整套工藝安全保障裝置，提純工藝已在山西省昔陽縣寺家莊成功應用。

一、提純工藝的安全保障

工藝裝置和吸附劑安全保障：整個工藝存在安全隱患的裝置主要有吸附塔、輸送管道、緩沖罐以及壓縮機。對于吸附塔的安全保障，采用具有靜電良導體、導熱性的無塵化專用吸附劑，防止靜電的產生，并及時將塔內可能意外因素產生的熱量轉移，使之能力完全低于甲烷的點火能，消除可燃氣體燃燒與爆炸三要素之一，從而防止并抑制爆炸發生，同時因專用吸附劑可轉移外部氣體局部燃爆所產生的熱量，使氣體燃爆鏈式傳遞中斷，起到隔爆的功能。對于輸送管道和緩沖罐的安全保障，采用了具有良好導電、導熱性的特殊多孔材料充滿管道和緩沖罐，并在管道上間隔一定距離加裝專用抑爆材料，在管道上還增加泄爆設施，利用此多重保險保證該部分裝置的安全。對于壓縮機的安全保障，采用無摩擦生熱及金屬碰擊不產生火花的特殊專用壓縮機，并在工藝設計上使被壓縮煤層氣中的甲烷及氧氣濃度盡量遠離其爆炸限范圍，從而使壓縮機工作于安全條件下。

二、提純工藝技術特點

本技術采用具有自主知識產權的專用吸附劑DKT-612、DKT-611以及一整套工藝安全保障措施，具有瓦斯甲烷濃度和流量波動適應性強、甲烷收率高、能耗低、流程簡單、自動化程度高、投資低、經濟效益好、競爭力強的特點，適合大規模工業化推廣應用。目前該技術處于國際領先地位，在我國的大規模推廣應用將有利于加快“氣化中國”目標的實現，推動煤炭城市的生態轉型。

三、提純工藝的前景

利用本技術建成工業裝置投產后的產品為CNG（壓縮天然氣）和LNG（液化天然氣），其對應的市場主要為城鎮居民燃氣、交通運輸燃料（公交車、出租車等）、工業燃料和化工原料等，完全符合國家能源結構優化戰略要求。在城鎮居民燃氣市場方面，常規天然氣的供需矛盾突出，全國范圍內冬季連年出現“氣荒現象”。在交通運輸燃料市場方面，全國范圍內主要城市已形成了一定規模的天然氣汽車用氣市場，但受限于CNG和LNG供給量嚴重不足，其規模仍很小，目前還僅是公交車和出租車在使用，而本技術提供的產品CNG/LNG將極大推動清潔能源汽車市場的繁榮發展。在工業燃料和化工原料市場方面，我國工業能源消費結構極不合理，較多地區仍以傳統的煤炭消費為主，在國家生態轉型戰略要求的強烈驅使下，對于天然氣這種安全可靠、綠色環保、經濟高效的清潔能源需求量必將猛增。因此，本技術應用生產的產品CNG/LNG具有十分廣闊的市場前景。

四、提純工藝的效益分析

根據國家能源局發布的煤層氣（煤礦瓦斯）開發利用“十二五”規劃，2015年煤層氣（煤礦瓦斯）產量將達到300億m3。本效益分析的基礎是假設50%的煤礦瓦斯（150億m3）采用本技術加以回收利用，其中單套CNG裝置的規模以1500萬Nm3/年計，總投資0.6億元，單套LNG裝置的規模以5萬噸/年（折合純甲烷量7500萬Nm3）計，總投資3.3億元，該投資以煤礦瓦斯氣中甲烷濃度為20vol%計。

1、社會效益

2、經濟效益

五、結語

煤礦低濃度瓦斯脫氧提純制CNG/LNG技術采用專用吸附劑DKT-612（脫氧）、DKT-611（脫氮）以及一整套工藝安全保障措施，利用我國豐富的低濃度煤礦瓦斯提濃生產CNG或LNG，可實現煤礦安全和社會經濟生態效益的雙贏。如能利用本技術建成工業化裝置，將為居民生產生活、交通運輸、工業生產提供優質高效清潔能源，緩解我國能源緊張，降低石油和天然氣對外依存度，推動能源結構的優化，促進“氣化中國的建設，實現國內煤炭城市的生態轉型和發展。

參考文獻：

[1] 接銘訓.中國煤層氣產業發展問題探討及相關建議[J].中國煤層氣.2007.1

[2] 張增平.煤礦低濃瓦斯提純技術及經濟性分析.中國煤層氣，2010.2

[3] 楊陸武.中國煤層氣藏的特性及其開發技術要求[J].天然氣工業，2002.6endprint