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煤層氣是什么？

煤層氣是指儲(chǔ)存在煤層中以甲烷為主要成分、以吸附在煤基質(zhì)顆粒表面為主、部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中的烴類氣體，是煤的伴生礦產(chǎn)資源，屬非常規(guī)天然氣，是近一二十年在國(guó)際上崛起的潔凈、優(yōu)質(zhì)能源和化工原料。俗稱“瓦斯”，熱值是通用煤的2-5倍，1立方米純煤層氣的熱值相當(dāng)于1.13kg汽油、1.21kg標(biāo)準(zhǔn)煤，其熱值與天然氣相當(dāng)，可以與天然氣混輸混用，而且燃燒后很潔凈，幾乎不產(chǎn)生任何廢氣，是上好的工業(yè)、化工、發(fā)電和居民生活燃料。

煤層氣空氣濃度達(dá)到5%-16%時(shí)，遇明火就會(huì)爆炸，這是煤礦瓦斯爆炸事故的根源。煤層氣直接排放到大氣中，其溫室效應(yīng)約為二氧化碳的21倍，對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞性極強(qiáng)。在采煤之前如果先開采煤層氣，煤礦瓦斯爆炸率將降低70%到85%。煤層氣的開發(fā)利用具有一舉多得的功效：潔凈能源，商業(yè)化能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，為國(guó)家戰(zhàn)略資源。

形成

煤炭源于陸生高等植物，煤的原始有機(jī)物質(zhì)主要是碳水化合物、木質(zhì)素，成煤作用由泥炭化和煤化作用2個(gè)階段完成。由植物-泥炭-褐煤-煙煤-無(wú)煙煤，是經(jīng)過未成巖-成巖-變質(zhì)作用-泥炭化-煤化的全過程。

泥炭化階段（成巖期前），有機(jī)質(zhì)在低溫(<50℃)和近地表氧化環(huán)境中，由于細(xì)菌的作用，生成少量甲烷及二氧化碳，呈水溶狀態(tài)或游離狀態(tài)而散失。褐煤階段已經(jīng)進(jìn)入成巖階段，屬煤化作用的未變質(zhì)階段。此期是干酪根的未成熟期，地溫在50℃左右，鏡質(zhì)體反射率Ro≈0.5%，有機(jī)質(zhì)熱降解作用已經(jīng)開始并且逐步加深，生物化學(xué)作用逐步減弱，主要生成甲烷及其他揮發(fā)物。煙煤階段的長(zhǎng)焰煤、氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤屬煤化作用的低-中變質(zhì)階段，Ro為0.5%～2.0%。此期是干酪根的成熟期，已經(jīng)進(jìn)入生油門限，沉積物埋深達(dá)到1000～4500m，地溫達(dá)50～150℃，有機(jī)質(zhì)經(jīng)過熱降解，有重?zé)N、輕烴、甲烷及其他揮發(fā)物產(chǎn)出。煤化作用的后期是高變質(zhì)階段，一般將貧煤與無(wú)煙煤劃在這一階段，Ro>2.0%，此期是干酪根過成熟期，地溫>150℃，埋深>4500m，熱降解產(chǎn)物主要是甲烷。

熱值

煤層氣或瓦斯的熱值跟甲烷(CH4)含量有關(guān)，地面抽采的煤層氣甲烷(CH4)含量一般大于96.5%，當(dāng)甲烷含量97.8%時(shí)，在0℃,101.325kPa下；

高熱值：QH=38.9311MJ/Nm3(約9299kcal/Nm3)

低熱值：QL=34.5964MJ/Nm3(約8263kcal/Nm3)

井下抽采的煤層氣（瓦斯）一般將甲烷(CH4)含量調(diào)整到40.8%后利用，此時(shí)瓦斯的熱值為：（在0℃,101.325kPa下）

低熱值：14.63MJ/m3(約3494kcal/Nm3)

高熱值：16.24MJ/m3(約3878kcal/Nm3)

用途性質(zhì)

煤層氣可以用作民用燃料、工業(yè)燃料、發(fā)電燃料、汽車燃料和重要的化工原料，用途非常廣泛。每平方煤層氣大約相當(dāng)于9.5度電、3m3水煤氣、1L柴油、接近0.8kg液化石油氣、1.1-1.2L汽油，另外,煤層氣燃燒后幾乎沒有污染物，因此它是相當(dāng)便宜的清潔型能源。

在一定過空間范圍內(nèi)，煤層氣比空氣輕，其密度是空氣的0.55倍，稍有泄漏會(huì)向上擴(kuò)散，只要保持室內(nèi)空氣流通，即可避免爆炸和火災(zāi)。而煤氣、液化石油氣密度是空氣的1.5—2.0倍，泄漏后會(huì)向下沉積，所以危險(xiǎn)性要比煤層氣要大的多。

煤層氣爆炸范圍為5—15%，水煤氣爆炸范圍6.2—74.4%，因此，煤層氣相對(duì)于水煤氣不易爆炸，煤層氣不含CO，在使用過程中不會(huì)象水煤氣那樣發(fā)生中毒現(xiàn)象。

開采

煤層氣的開采一般有兩種方式：一是地面鉆井開采；二是井下瓦斯抽放系統(tǒng)抽出,地面鉆井開采的煤層氣和抽放瓦斯都是可以利用的，通過地面開采和抽放后可以大大減少風(fēng)排瓦斯的數(shù)量，降低了煤礦對(duì)通風(fēng)的要求，改善了礦工的安全生產(chǎn)條件。地面鉆井開采方式，國(guó)外已經(jīng)使用，我國(guó)有些煤層透氣性較差，地面開采有一定困難，但若積極開發(fā)每年至少可采出50億立方米；由于過去除了供暖外沒有找到合理的利用手段，未能充分利用，所以，抽放瓦斯絕大部分仍然排入大氣，花去了費(fèi)用，浪費(fèi)了資源，污染了環(huán)境。

分布情況

我國(guó)煤層氣資源豐富。據(jù)煤層氣資源評(píng)價(jià)，我國(guó)埋深2000m以淺煤層氣地質(zhì)資源量約36萬(wàn)億m3，主要分布在華北和西北地區(qū)。其中，華北地區(qū)、西北地區(qū)、南方地區(qū)和東北地區(qū)賦存的煤層氣地質(zhì)資源量分別占全國(guó)煤層氣地質(zhì)資源總量的56.3%、28.1%、14.3%、1.3%。1000m以淺、1000～1500m和1500～2000m的煤層氣地質(zhì)資源量，分別占全國(guó)煤層氣資源地質(zhì)總量的38.8%、28.8%和32.4%。全國(guó)大于5000億m3的含煤層氣盆地(群)共有14個(gè)，其中含氣量在5000～10000億m3之間的有川南黔北、豫西、川渝、三塘湖、徐淮等盆地，含氣量大于10000億立方米的有鄂爾多斯盆地東緣、沁水盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、滇東黔西盆地群、二連盆地、吐哈盆地、塔里木盆地、天山盆地群、海拉爾盆地。

我國(guó)煤層氣可采資源總量約10萬(wàn)億m3，其中大于1000億m3的盆地(群)有15個(gè)：二連、鄂爾多斯盆地東緣、滇東黔西、沁水、準(zhǔn)噶爾、塔里木、天山、海拉爾、吐哈、川南黔北、四川、三塘湖、豫西、寧武等。二連盆地煤層氣可采資源量最多，約2萬(wàn)億m3；鄂爾多斯盆地東緣、沁水盆地的可采資源量在1萬(wàn)億m3以上，準(zhǔn)噶爾盆地可采資源量約為8000億m3。

煤制氣是什么？

煤制氣以煤為原料經(jīng)過加壓氣化后，脫硫提純制得的含有可燃組分的氣體。根據(jù)加工方法、煤氣性質(zhì)和用途分為：煤氣化得到的是水煤氣、半水煤氣、空氣煤氣 (或稱發(fā)生爐煤氣) ，這些煤氣的發(fā)熱值較低，故又統(tǒng)稱為低熱值煤氣；煤干餾法中焦化得到的氣體稱為焦?fàn)t煤氣，屬于中熱值煤氣，可供城市作民用燃料。煤氣中的一氧化碳和氫氣是重要的化工原料，可用于合成氨、合成甲醇等。為此，將用作化工原料的煤氣稱為合成氣，它也可用天然氣、輕質(zhì)油和重質(zhì)油制得。

煤制天然氣整個(gè)生產(chǎn)工藝流程可簡(jiǎn)述為：

原料煤在煤氣化裝置中與空分裝置來(lái)的高純氧氣和中壓蒸汽進(jìn)行反應(yīng)制得粗煤氣；粗煤氣經(jīng)耐硫耐油變換冷卻和低溫甲醇洗裝置脫硫脫碳后，制成所需的凈煤氣；從凈化裝置產(chǎn)生富含硫化氫的酸性氣體送至克勞斯硫回收和氨法脫硫裝置進(jìn)行處理，生產(chǎn)出硫磺；凈化氣進(jìn)入甲烷化裝置合成甲烷，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的天然氣；煤氣水中有害雜質(zhì)通過酚氨回收裝置處理、廢水經(jīng)物化處理、生化處理、深度處理及部分膜處理后，廢水得以回收利用；除主產(chǎn)品天然氣外，在工藝裝置中同時(shí)副產(chǎn)石腦油、焦油、粗酚、硫磺等副產(chǎn)品。主工藝生產(chǎn)裝置包括空分、碎煤加壓氣化爐；耐硫耐油變換；氣體凈化裝置；甲烷化合成裝置及廢水處理裝置。輔助生產(chǎn)裝置由硫回收裝置、動(dòng)力、公用工程系統(tǒng)等裝置組成。

作為人工煤氣的一種，是將燃料煤經(jīng)干餾、氣化、裂解制取的可燃?xì)怏w，是潔凈煤利用技術(shù)的一種燃燒方式。煤制氣熱值比天然氣熱值低，但其制取方便，可自備設(shè)備自行生產(chǎn)，不受運(yùn)輸管線限制，在我國(guó)天然氣供應(yīng)不足的當(dāng)前是潔凈能源利用不可替代的一種熱源氣體。煤制氣因其諸多優(yōu)勢(shì)，被廣大工礦企業(yè)應(yīng)用，并且也被用做生活用氣。

（文章來(lái)源：百度百科）