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瓦斯利用 煤层气是一种富含甲烷(CH4)的优质能源，是《京都议定书》明确的六种温室气体之一，它的热值为相同体积氢气的3.3倍。 但是，我国煤矿瓦斯的利用率非常低。而我国对天然气的需求量则呈爆炸式增长，年需求增速将达13-15%。因此，瓦斯抽采利用在能源开发、环境保护上具有重大的现实意义与战略意义。 瓦斯利用的三种主要途径：瓦斯民用、瓦斯发电、瓦斯化工。 一、瓦斯民用 (一)当地居民燃料 甲烷≥98﹪（操作状态：95~99%）： 低热值、≥35.0 MJ/Nm3 高热值、38.40～41.25 MJ/Nm 民用煤层气耗用量 (CH4：100%) 居民户(含采暖热水)：48m3/户·月 食 堂(搭伙人数)：7.5m3/人·月 锅 炉（t/台）93.75m3/t·h 平均14h/d 茶水炉（t）20m3/t.h 平均3h/d 单工灶（个）14.4m3/月·个 取暖炉（个）0.2529m3 h·个 民用煤层气供气的特点：具季节性、时段性。 送气距离过长时，必须另增加压站。 (二)瓦斯液化远输 由于煤矿多在山区，离城镇居民用户远，管道长输瓦斯路线长，加上沿途加压站等，维护、管理成本费用高。因此，当地不能充分利用富裕瓦斯量时，釆用瓦斯液化远输。 矿井瓦斯气一般含甲烷35~45%，其他为空气及杂质，无法满足液化瓦斯的质量要求，在液化前要进行处理，即除去原料气中的氧、酸性气体、水分和杂质，如H2S、CO2、H2O、Hg和芳香烃等，以免它们在低温下冻结而堵塞、腐蚀设备和管道。 目前瓦斯液化普遍采用低温精馏方法。分离的纯度最高，回收率也最高，比较安全。 低温精馏是一种在低温下的分离方法(包括含氧煤层气压缩、干燥、脱除二氧化碳、低温分离液化、储存、制冷以及辅助系统)，是成熟的气体分离技术。它是先将气体混合物冷成液体（CH4凝点为161.3CO），然后再按照各组分蒸发温度的不同，将它们予以分离。液化后体积大约缩小为气态的1／625。 脱除二氧化碳；溶剂吸收法脱水（甲基二乙醇胺）； 脱水：硅胶法； 脱除含氧煤层气中的氧气（堇青石蜂窝陶瓷、稀土金属氧化物涂层）。 低温精馏法在瓦斯液化后会有大量冷能产生，除部分循环利用外，仍有部分冷能排放，必须利用以减少成本。 冷能利用：深冷可用于低温研磨橡胶；中冷用于制冰、建滑冰场；浅冷用于冷冻库建设。日本还将冷能用于发电。 煤层气经过净化（分子筛(甲烷（3.8?）、氮气（3.6?）和氧气（3.5?）等气体分子直径的差异)，催化脱氧(锰系耐硫脱氧催化剂)、焦炭燃烧，）、液化（三级阶式制冷）后，其主要化学成分为甲烷（甲烷含量不低于98%）其物理、化学性质与液化天然气（LNG）基本相同，在市场上，液化煤层气无论是商业用途、销售价格或销售渠道等均与LNG相同， 液化液化煤层气主要用途： （1）用作城市管网供气的调峰气源和事故备用气源 （2）用作大中城市管道供气的主气源 （3）用作汽车加气的燃料 （4）用作飞机燃料 二、瓦斯发电 瓦斯发电有三种方式：采用燃气轮机，采用活塞式发动机，电厂锅炉燃料。 瓦斯发电普遍采用燃气轮机。单一发电时，瓦斯热效率33-37﹪，热、电联供后热效率80-90﹪（尾气余热：每日可生产50C0热水200立方）。 （1）低浓度瓦斯发电 低浓度瓦斯发电(CH4≤30﹪)：有3种类型： 一是《煤矿安全规程》规定的经瓦斯泵站抽出而瓦斯浓度低于30%的瓦斯，这部分瓦斯不能直接民用，但可以在系列安全装置的保护下进行瓦斯发电。 二是矿井采煤工作面尾排风流瓦斯经专用抽放泵抽出地面，浓度在3～10%的瓦斯，通过混入部分高浓度瓦斯用于发电。 三是指矿井风机抽出的浓度小于0.75%的瓦斯经氧化聚热后发电。 低浓度瓦斯发电机组最低浓度要求不低于6%，设计浓度为6-10%，最佳浓度稳定在8%。 低浓度瓦斯发电量： (国内机（500GF1-3RW燃气发电机组低浓度)）组：3-3.2KW.h/m3·CH4； 国外机组（卡特比勒）4.2-4.5KW.h/m3·CH4。 （2）煤矿乏风发电 利用抽风机抽出乏风进行发电，技术和设备是澳大利亚MEGTEC公司甲烷气体高温氧化装置（瓦斯经氧化聚热，低浓度0.2-0.9%）。首期工程在xx煤矿安装3×125000M3/h高温氧化装置，处理风排瓦斯气体能力为每小时375000M3，预算总投资5358万元， （3）电厂锅炉燃料 论证认为，煤、气电一体化，锅炉采用煤层气与煤混烧发电在技术上是可行的，“600MW‘W’型火焰炉掺15%的煤层气、300 MW及330MW‘W’型火焰炉掺30%的煤层气”。 但必须有系列安全装置保护。 三、瓦斯化工 瓦斯化工利用主要因素： 1、甲烷浓度及其它组分含量； 2、瓦斯供应的数量和稳定性。 因此，瓦斯浓缩成了瓦斯化工的关键环节。 瓦斯浓缩属于气体分离问题