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煤层气_一种亟待开发利用的清洁能源

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煤层气 一种 亟待 开发利用 清洁 能源
资源描述:
文 章 编 号 : 100428774 (2006) 03201205作 者 简 介 : 林 宗 虎(1933 - ) , 1957年 交通 大 学 锅 炉 研 究 生 毕业 。 现 为 西 安 交 通 大学 能 源 与 动 力 工 程 学院 教 授 ,博 士 生 导 师 。1995年 当 选 为 中 国 工程 院 院 士 。 已 在 国 内外 出 版 有 关 锅 炉 设计 、 多 相 流 体 力 学 及强 化 传 热 等 著 作 17部 ,发 表 学 术 论 文 150多 篇 。煤 层 气 — — — 一 种 亟 待 开 发 利 用 的 清 洁 能 源收 稿 日 期 : 2006202223林 宗 虎(西 安 交 通 大 学 能 源 与 动 力 工 程 学 院 ,西 安 710049)摘   要 :我 国 煤 层 气 资 源 丰 富 但 开 发 利 用 不 够 。 煤 层 气 主 要 成 分 与 天 然 气 相 近 ,是 一 种 清洁 能 源 也 是 天 然 气 的 重 要 补 充 能 源 。 煤 层 气 用 途 广 泛 ,可 用 作 工 业 锅 炉 、 工 业 炉 及 汽 车 等 的 燃料 ,也 可 作 为 化 工 产 品 原 料 或 供 居 民 应 用 。 开 发 利 用 煤 层 气 可 增 加 清 洁 气 源 、 减 少 煤 矿 事 故 及改 善 环 境 保 护 ,因 而 亟 待 加 强 开 发 以 形 成 工 业 生 产 体 系 。关 键 词 :煤 层 气 ;燃 料 ;开 发中 图 分 类 号 :   文 献 标 识 码 : — — A e N 10049, is of to of So it is of is an of as It be as p It’s of p of m p so it be an m en 前 言我 国 是 煤 炭 资 源 大 国 ,但 天 然 气 资 源 不 足 。 近年 来 ,随 着 经 济 迅 速 发 展 ,煤 炭 生 产 规 模 骤 增 ,煤 层气 涌 出 量 增 大 ,因 煤 层 气 爆 炸 等 引 起 的 煤 矿 事 故 迅速 上 升 。 我 国 煤 层 气 储 量 丰 富 ,但 随 着 经 济 发 展 ,天然 气 缺 额 与 日 俱 增 。 因 此 ,加 强 开 发 利 用 天 然 气 的最 现 实 接 替 能 源 — — — 煤 层 气 ,使 之 变 废 为 宝 ,趋 利 避害 已 成 为 能 源 生 产 中 一 件 突 出 而 紧 迫 的 要 事 。 煤 层气 是 工 业 锅 炉 的 一 种 清 洁 燃 料 。本 文 将 对 我 国 煤 层 气 的 特 性 、 储 量 、 开 发 利 用 技术 及 重 要 意 义 等 方 面 进 行 分 析 ,以 促 进 和 推 动 这 一清 洁 能 源 的 开 发 利 用 产 业 化 进 程 。2  煤 层 气 的 形 成 及 类 别2. 1  煤 层 气 的 形 成煤 层 气 是 由 植 物 腐 殖 质 在 高 温 高 压 下 成 煤 过 程中 同 时 形 成 的 一 种 可 燃 气 体 。 在 成 煤 过 程 第 一 阶段 ,即 生 物 化 学 作 用 时 期 ,植 物 遗 体 在 微 生 物 作 用 下氧 化 分 解 成 泥 炭 ,此 时 尚 不 生 成 煤 层 气 ;在 第 二 阶段 ,即 煤 化 作 用 时 期 ,伴 随 泥 炭 向 褐 煤 转 变 开 始 生 成煤 层 气 ;在 第 三 阶 段 ,即 深 度 炭 化 时 期 ,低 炭 化 褐 煤向 高 炭 化 煤 (气 煤 、 贫 煤 、 无 烟 煤 等 )转 变 时 伴 随 生成 大 量 煤 层 气 。2. 2  煤 层 气 的 类 别煤 层 气 存 在 于 煤 层 中 ,根 据 其 储 存 状 态 ,可 分 为三 种 ,即 游 离 煤 层 气 、 吸 附 煤 层 气 和 水 溶 煤 层 气 。 游离 煤 层 气 也 称 自 由 煤 层 气 ,一 般 占 煤 层 气 总 量 的5% ~ 12%。 其 量 值 取 决 于 煤 层 气 的 压 力 、 温 度 及 煤层 空 隙 率 。 吸 附 煤 层 气 在 碳 分 子 引 力 下 吸 附 在 煤 孔1· 综 述 ·   煤 层 气 — — — 一 种 亟 待 开 发 利 用 的 清 洁 能 源隙 内 表 面 上 或 碳 分 子 团 内 部 ,其 量 约 占 煤 层 气 总 量的 80% ~ 95%。 吸 附 煤 层 气 与 自 由 煤 层 气 之 间 在压 力 和 温 度 变 化 时 可 以 相 互 转 化 。 压 力 降 低 温 度 升高 则 前 者 可 转 变 为 后 者 ,如 压 力 增 高 温 度 降 低 ,则 后者 可 转 变 为 前 者 。 水 溶 煤 层 气 溶 于 水 中 ,其 含 量 与煤 层 水 矿 化 程 度 、 温 度 及 压 力 有 关 。煤 层 气 根 据 开 发 方 式 的 不 同 也 可 分 为 三 种 ,即 地面 开 发 煤 层 气 、 煤 矿 井 下 抽 取 煤 层 气 和 报 废 矿 井 煤 层气 。 地 面 开 发 煤 层 气 主 要 利 用 地 面 井 开 采 ,是 在 常 规天 然 气 开 采 技 术 基 础 上 形 成 的 开 采 技 术 。 主 要 用 于尚 未 开 采 的 原 始 煤 田 上 开 采 煤 层 气 。 这 种 煤 层 气 的特 点 是 甲 烷 含 量 高 ,一 般 ≥ 90% ,煤 层 气 开 采 规 模 大 ,产 量 稳 定 。 开 采 出 来 的 煤 层 气 略 经 处 理 后 可 直 接 输入 天 然 气 管 道 供 远 处 应 用 。 煤 矿 井 下 抽 取 煤 层 气 主要 是 为 了 保 证 煤 矿 安 全 生 产 而 抽 出 的 ,是 在 煤 炭 开 采前 、 开 采 中 和 开 采 后 从 煤 体 及 围 岩 中 抽 取 的 煤 层 气 。这 种 煤 层 气 由 于 混 入 大 量 空 气 致 使 煤 层 气 稀 释 ,因 而甲 烷 含 量 较 低 ,一 般 在 20% ~ 60% ,其 它 主 要 成 分 为氮 气 和 二 氧 化 碳 等 气 体 。 报 废 矿 井 煤 层 气 存 在 于 因各 种 原 因 关 闭 的 煤 矿 矿 井 中 ,是 井 中 残 存 煤 炭 释 放 出来 的 煤 层 气 。 一 般 将 煤 矿 井 下 抽 取 煤 层 气 和 报 废 矿井 煤 层 气 统 称 为 煤 矿 区 煤 层 气 。3  煤 层 气 的 特 性煤 层 气 是 一 种 以 甲 烷 为 主 的 多 种 气 体 混 合 物 ,其它 成 分 有 氮 气 、 二 氧 化 碳 、 乙 炔 和 氧 气 等 。 煤 层 气 无色 、 无 味 、 易 燃 、 易 爆 。 其 密 度 比 空 气 小 (约 为 0. 5~1. 0。 地 面 井 开 发 的 煤 层 气 成 分 与 常 规 天 然气 成 分 类 似 ,主 要 成 分 为 甲 烷 。 不 同 煤 种 、 不 同 埋 深及 不 同 开 采 方 式 产 生 的 煤 层 气 成 分 相 差 较 大 。 表 1为 根 据 2002年 底 发 表 的 《 中 国 煤 层 气 地 质 与 资 源 评估 》 报 告 列 出 的 国 内 部 分 煤 层 气 成 分 、 密 度 和 热 值 。表 2所 示 为 长 庆 油 田 常 规 天 然 气 与 纯 甲 烷 的 成分 、 密 度 与 热 值 。表 1  国 内 部 分 煤 层 气 的 成 分 、 密 度 和 热 值开 采 方 式 开 采 地 点 煤 层 气 成 分 的 体 积 百 分 数 ( % )2 - 5 2 2 密 度( 热 值(地 面 井 开 采晋 城 寺 河 矿 94. 52 0. 01 0. 30 3. 81 1. 36 0 无 烟 煤 0. 6982 37. 56韩 城 试 验 1# 94. 86 0 1. 31 3. 51 0. 68 0 贫 煤 0. 7292 37. 69韩 城 马 家 沟 92. 98 0. 01 2. 72 4. 29 0 0 贫 煤 0. 7744 36. 95井 下 抽 取 阳 泉 五 矿 ~ 50 2. 0 39 9. 0 无 烟 煤 1. 0056 19. 87晋 城 寺 河 矿 30~ 50 无 烟 煤 0. 8751 18. 82表 2  长 庆 天 然 气 和 纯 甲 烷 的 成 分 、 密 度 和 热 值气 体 名 称 成 分 的 体 积 百 分 数 ( % )2 - 5 2 2 ( 热 值 ,(长 庆 天 然 气 93. 31 0. 543 2. 62 微 量 12%时 ,如 遇 到 明 火 或 其 它 引 爆 火 源 就 会 引 发 爆 炸 事 故 。 爆炸 产 生 高 温 、 高 压 和 高 速 气 体 的 冲 击 和 反 冲 击 破 坏伤 害 。 爆 炸 后 产 生 的 大 量 有 害 气 体 也 会 伤 害 人 员 。这 种 事 故 发 生 率 高 ,破 坏 力 大 。煤 与 煤 层 气 突 出 事 故 是 在 煤 层 应 力 、 地 应 力 和煤 层 气 压 力 综 合 作 用 下 ,煤 与 煤 层 气 突 然 从 煤 体 内以 高 速 向 采 掘 面 空 间 大 量 喷 出 从 而 造 成 人 员 伤 亡 和矿 井 设 备 破 坏 的 事 故 。 与 国 外 相 比 ,我 国 是 煤 与 煤层 气 突 出 灾 害 严 重 的 国 家 。当 矿 区 煤 层 气 浓 度 大 于 16% ,再 遇 明 火 就 会 引起 剧 烈 燃 烧 ,发 生 煤 层 气 燃 烧 事 故 。 这 种 事 故 会 造成 人 员 群 死 群 伤 和 设 备 破 坏 。煤 层 气 涌 出 事 故 是 由 于 大 量 高 压 煤 层 气 从 煤 层中 快 速 喷 出 造 成 的 ,其 后 果 是 使 局 部 地 区 煤 层 气 浓度 过 高 ,使 人 员 窒 息 或 引 发 煤 层 气 爆 炸 或 燃 烧 事 故 。由 上 所 述 ,可 见 频 繁 的 煤 矿 事 故 主 要 是 煤 层 气引 起 的 。 如 能 加 强 煤 层 气 开 发 ,实 施 矿 井 煤 层 气 的抽 采 利 用 ,则 不 仅 可 以 达 到 显 著 降 低 煤 体 中 的 煤 层气 压 力 和 含 量 ,减 少 各 种 因 煤 层 气 引 发 的 生 产 事 故 ,而 且 可 以 将 煤 层 气 作 为 清 洁 能 源 加 以 利 用 以 增 加 经济 效 益 及 缓 解 能 源 紧 缺 制 约 经 济 发 展 的 予 盾 。4. 4  煤 层 气 开 发 利 用 对 改 善 环 境 的 重 要 意 义煤 层 气 的 主 要 成 分 是 甲 烷 。 甲 烷 的 温 室 效 应 为二 氧 化 碳 的 20倍 ,对 臭 氧 层 的 破 坏 力 是 二 氧 化 碳 的7倍 。 我 国 为 保 证 煤 矿 安 全 生 产 而 进 行 的 煤 层 气 抽放 量 是 逐 年 上 升 的 。 近 年 来 加 速 增 长 趋 势 明 显 。 例如 , 2004年 全 国 井 下 抽 放 的 煤 层 气 总 量 已 达 18 ×108与 2000年 的 8. 79 × 108 比 ,平 均 年 增 长率 达 20%。 如 果 这 些 煤 层 气 不 加 利 用 而 直 接 排 入大 气 ,则 不 仅 浪 费 了 大 量 资 源 ,而 且 严 重 污 染 大 气 使生 存 环 境 恶 化 。 至 今 ,我 国 井 下 抽 放 的 煤 层 气 除 少数 矿 区 加 以 利 用 外 ,大 多 直 接 排 入 大 气 。 据 统 计 ,我国 煤 矿 向 大 气 排 放 的 甲 烷 量 约 占 世 界 煤 矿 采 煤 排 放甲 烷 量 的 1 /3。 因 而 随 着 我 国 采 煤 量 及 井 下 抽 放 煤层 气 的 不 断 增 加 ,加 强 煤 层 气 的 开 发 利 用 对 改 善 环境 具 有 重 要 意 义 。同 上 所 述 可 见 ,我 国 在 全 面 建 设 小 康 社 会 和 构建 和 谐 社 会 的 过 程 中 ,加 强 开 发 利 用 煤 层 气 无 论 对于 缓 解 天 然 气 能 源 的 不 足 ,保 证 煤 矿 安 全 生 产 以 及改 善 环 境 等 方 面 而 言 ,都 是 一 项 势 在 必 行 和 亟 待 解决 的 重 要 任 务 。5  煤 层 气 的 开 发 技 术煤 层 气 的 开 发 技 术 主 要 可 分 为 利 用 地 面 井 抽 采和 煤 矿 区 煤 层 气 井 下 抽 采 两 类 。3· 综 述 ·   煤 层 气 — — — 一 种 亟 待 开 发 利 用 的 清 洁 能 源5. 1  利 用 地 面 井 抽 采利 用 地 面 井 抽 采 煤 层 气 主 要 用 于 尚 未 采 煤 的 原始 煤 田 。 其 抽 采 技 术 是 在 常 规 天 然 气 开 采 技 术 基 础上 ,根 据 煤 层 地 质 构 造 、 煤 层 气 储 存 特 点 和 产 出 规 律而 发 展 起 来 的 专 用 技 术 。 先 在 地 面 钻 井 后 再 进 行 完井 。 根 据 地 质 构 造 和 煤 质 不 同 ,可 分 别 采 用 压 裂 制造 空 隙 和 制 造 洞 穴 方 法 完 井 。 此 技 术 1981年 在 美国 已 达 到 商 业 应 用 规 模 。 我 国 山 西 晋 城 煤 业 集 团 在上 世 纪 90年 代 率 先 引 进 美 国 地 面 井 煤 层 气 开 发 技术 ,已 在 寺 河 矿 潘 庄 区 形 成 小 规 模 商 业 开 发 规 模(共 有 107口 井 ,其 中 生 产 井 37口 )。这 种 开 采 方 式 规 模 大 ,产 量 稳 定 ,煤 层 气 甲 烷 含量 高 。 煤 层 气 略 经 处 理 后 可 输 入 天 然 气 管 道 系 统 供远 方 用 户 采 用 。5. 2  煤 矿 区 煤 层 气 井 下 抽 采煤 矿 区 煤 层 气 井 下 抽 采 主 要 为 保 证 煤 矿 安 全 生产 需 要 而 进 行 的 。 其 抽 采 方 式 主 要 有 三 种 。 首 先 是采 煤 前 预 抽 ,其 法 为 在 工 作 面 圈 定 前 顺 煤 层 布 置 钻孔 进 行 预 抽 放 ,以 降 低 煤 层 气 量 及 压 力 。 其 次 为 边掘 边 抽 。 即 在 采 煤 巷 道 掘 进 过 程 中 在 掘 进 工 作 面 端头 钻 孔 抽 放 。 第 三 为 采 空 区 抽 放 ,即 在 井 下 密 闭 采空 区 置 管 再 用 专 用 抽 采 泵 站 抽 放 。 一 般 井 下 抽 采 所得 煤 层 气 的 甲 烷 含 量 较 低 ,约 为 30% ~ 60%。 采 空区 抽 采 的 煤 层 气 甲 烷 含 量 则 只 有 15% ~ 25%。井 下 抽 采 得 到 的 煤 层 气 必 须 经 过 提 纯 和 升 压 后才 能 注 入 天 然 气 管 道 系 统 。 由 于 提 纯 成 本 高 ,所 以一 般 不 将 其 注 入 天 然 气 管 道 。井 下 抽 采 得 到 的 煤 层 气 如 需 提 纯 或 浓 缩 可 采 用低 温 分 离 、 膜 分 离 和 变 压 吸 附 分 离 三 种 技 术 将 煤 层气 中 的 氮 气 或 其 它 气 体 与 甲 烷 分 离 。 低 温 分 离 方 法基 本 投 资 大 ,只 有 在 煤 层 气 流 量 大 到 每 天 有 数 百 万立 方 米 时 才 有 商 业 价 值 ,矿 区 煤 层 气 产 量 不 高 ,因 此不 宜 采 用 此 法 。 膜 分 离 法 技 术 简 单 ,适 用 于 矿 区 的小 型 气 体 分 离 站 ,但 技 术 尚 不 够 成 熟 。 因 此 ,一 般 采用 变 压 吸 附 分 离 来 提 纯 或 浓 缩 煤 层 气 。 此 法 具 有 工艺 简 单 、 设 备 紧 凑 、 运 行 费 不 高 和 适 用 性 强 等 优 点 。一 般 处 理 能 力 可 达 6 × 104 ~ 28 × 104 d。 我 国 西南 化 工 研 究 院 已 研 制 成 功 提 纯 或 浓 缩 矿 井 煤 层 气 的小 型 变 压 吸 附 分 离 装 置 ,处 理 能 力 为 500h,可 将煤 层 气 中 甲 烷 浓 度 20%浓 缩 到 80%以 上 ,而 甲 烷 回收 率 可 大 于 90%。焦 作 矿 务 局 已 应 用 此 装 置 提 纯 煤 层 气 ,并 将 浓缩 后 的 煤 层 气 用 作 汽 车 燃 料 。 但 由 于 提 纯 成 本 高 等原 因 ,我 国 至 今 大 多 数 煤 矿 抽 出 的 甲 烷 浓 度 不 高 的煤 层 气 均 排 入 大 气 。 甲 烷 浓 度 较 高 的 ( > 30% )则设 法 供 当 地 民 用 。6  煤 层 气 的 利 用 技 术6. 1  地 面 井 开 采 的 煤 层 气 利 用 技 术我 国 天 然 气 的 用 途 ,据 预 测 在 2010~ 2020年 之间 约 有 40%用 于 发 电 、 20%左 右 供 民 用 、 40%左 右供 其 它 工 业 需 要 。 利 用 地 面 井 抽 采 的 煤 层 气 主 要 注入 天 然 气 管 道 系 统 ,因 而 可 以 替 补 天 然 气 在 此 期 间的 缺 额 ,供 各 用 气 行 业 和 单 位 应 用 。6. 2  煤 矿 区 井 下 抽 采 的 煤 层 气 利 用 技 术6. 2. 1  用 作 工 业 锅 炉 和 工 业 炉 的 燃 料我 国 各 矿 务 局 为 了 充 分 利 用 井 下 抽 采 的 煤 层气 ,已 将 数 百 台 燃 煤 工 业 锅 炉 改 为 燃 用 煤 层 气 的 工业 锅 炉 。 有 的 将 燃 煤 锅 炉 改 为 全 部 燃 用 煤 层 气 的 锅炉 ,可 提 高 出 力 30% ~ 50%。 有 的 将 燃 煤 锅 炉 改 为调 峰 用 气 锅 炉 ,即 在 居 民 用 煤 层 气 处 于 低 峰 时 ,锅 炉燃 用 煤 层 气 。 各 矿 务 局 中 的 金 属 加 工 工 业 炉 等 工 业炉 也 可 用 煤 层 气 替 代 煤 炭 作 为 燃 料 。6. 2. 2  用 作 化 工 产 品 原 料利 用 煤 层 气 可 生 产 碳 黑 、 甲 醇 、 甲 醛 、 乙 炔 、 合 成氨 和 乙 烯 等 化 工 产 品 。 在 阳 泉 、 中 梁 山 、 松 藻 和 天 府等 矿 务 局 已 建 成 不 同 规 模 的 碳 黑 厂 。 在 抚 顺 和 阳 泉矿 务 局 建 成 了 甲 醇 和 甲 醛 厂 。 沈 阳 化 工 厂 、 长 寿 化工 厂 应 用 煤 层 气 生 产 乙 炔 ,其 尾 气 可 用 于 生 产 合 成氨 或 作 为 锅 炉 燃 料 。6. 2. 3  用 作 汽 车 燃 料用 作 天 然 气 汽 车 燃 料 的 煤 层 气 甲 烷 浓 度 一 般 需高 于 90%。 因 而 地 面 井 抽 采 的 煤 层 气 一 般 可 满 足天 然 气 汽 车 的 燃 用 要 求 。煤 矿 区 井 下 抽 采 所 得 的 煤 层 气 的 甲 烷 浓 度 较低 ,因 此 常 需 提 纯 后 再 用 作 汽 车 燃 料 ,焦 作 矿 务 局 已将 煤 层 气 在 变 压 吸 附 分 离 装 置 中 使 其 甲 烷 浓 度 自20%提 高 到 80%以 上 并 将 浓 缩 后 的 煤 层 气 用 作 汽车 燃 料 。 此 外 ,我 国 已 试 验 成 功 中 等 浓 度 煤 层 气 汽车 。 例 如 ,芙 蓉 矿 务 局 曾 直 接 将 甲 烷 含 量 为 35% ~40%的 煤 层 气 用 作 汽 车 燃 料 并 对 该 局 的 公 共 汽 车 实现 了 煤 层 气 代 替 汽 油 的 改 造 。6. 2. 4  用 作 小 型 发 电 机 组 燃 料利 用 煤 层 气 发 电 的 小 型 发 电 机 组 主 要 有 两 种 型式 ,即 燃 气 轮 机 发 电 机 组 和 燃 气 发 动 机 发 电 机 组 。适 用 于 煤 矿 区 应 用 的 小 型 燃 气 轮 机 发 电 机 组 功 率 在1000~ 1500 ,可 燃 用 低 热 值 燃 料 ,热 效 率 在23%以 上 。燃 气 发 动 机 发 电 机 组 的 功 率 一 般 在 3000下 ,对 煤 层 气 浓 度 变 化 适 应 性 较 强 。 国 产 燃 气 发 动机 组 的 最 大 功 率 为 600 十 多 年 来 ,国 内 外 利 用 煤 层 气 发 电 工 业 进 展4                             工   业   锅   炉                 2006年 第 3期 (总 第 97期 )较 快 ,澳 大 利 亚 的 阿 平 和 陶 尔 煤 矿 安 装 了 94台 燃 气发 动 机 发 电 机 组 ,每 台 功 率 1这 样 可 使 煤 矿 的甲 烷 排 放 量 减 少 50%以 上 。 英 国 有 8个 煤 矿 安 装了 煤 层 气 发 电 机 组 ,其 中 哈 华 斯 煤 矿 的 联 合 循 环 发电 厂 的 装 机 容 量 有 15 国 抚 顺 矿 务 局 1990年 建 成 了 我 国 首 个 煤 层气 示 范 电 厂 。 该 厂 应 用 燃 气 轮 机 ,燃 用 中 热 值 煤 层气 。 山 西 晋 城 寺 河 矿 已 建 成 坑 口 煤 层 气 联 合 循 环 发电 厂 。 该 厂 由 6 台 2000 气 轮 机 和 1 台3000 轮 机 构 成 燃 气 — — — 蒸 汽 联 合 循 环 发 电机 组 ,总 容 量 为 15煤 层 气 燃 烧 产 生 的 烟 气 使6台 燃 气 轮 机 发 出 12 电 量 ,燃 气 轮 机 的 尾 气通 过 余 热 锅 炉 产 生 蒸 汽 ,再 带 动 蒸 汽 轮 机 发 出 3 量 。 目 前 正 在 建 设 容 量 为 120 全 球 最 大的 煤 层 气 发 电 厂 。 此 外 , 1997年 阳 泉 煤 层 气 发 电 项目 得 到 国 家 计 委 批 准 后 , 采 用 两 台 单 机 容 量 为2800 典 生 产 的 燃 气 发 动 机 组 发 电 。6. 2. 5  供 民 用矿 区 井 下 抽 采 的 煤 层 气 如 甲 烷 浓 度 大 于 30%的 可 供 矿 区 居 民 作 炊 事 及 供 热 之 用 ,也 可 供 矿 区 食堂 、 幼 儿 园 和 学 校 等 公 用 事 业 用 气 。 由 于 所 需 设 备及 系 统 简 便 ,因 此 ,煤 矿 区 煤 层 气 的 民 用 项 目 已 在 各矿 区 得 到 推 广 。 例 如 ,在 山 西 晋 城 煤 业 集 团 ,已 建 成了 国 内 最 大 的 容 量 为 6 × 104 层 气 压 缩 站 ,可 供 2万 余 户 居 民 及 职 工 食 堂 燃 用 。7  煤 层 气 在 我 国 的 开 发 利 用 现 况 及 前 景 展望在 国 际 上 ,美 国 是 开 发 利 用 煤 层 气 最 早 和 最 成功 的 国 家 。 早 在 上 世 纪 60年 代 已 开 始 进 行 煤 层 气的 勘 探 与 开 发 利 用 工 作 。 其 煤 层 气 开 发 利 用 技 术 和产 业 化 程 度 均 居 世 界 前 列 。 到 2002年 底 ,已 累 计 采出 煤 层 气 3600 × 108 2002年 的 煤 层 气 产 量 达 到410 × 108至 今 世 界 各 国 均 竞 相 重 视 煤 层 气 的 勘探 和 开 发 利 用 工 作 。我 国 自 1990年 始 已 有 煤 炭 、 石 油 和 地 矿 等 部 门和 部 分 地 方 政 府 积 极 开 展 了 煤 层 气 的 勘 探 试 验 工 作 ,也 有 一 些 国 外 公 司 投 资 在 我 国 进 行 煤 层 气 勘 探 试 验 。到 2003年 全 国 已 有 勘 探 和 生 产 试 验 井 200多 口 。1996年 ,我 国 主 要 领 导 人 就 明 确 指 出 要 “ 突 破 煤 层气 ,开 发 新 能 源 ” ,随 后 成 立 了 中 联 煤 层 气 公 司 。 这 表明 我 国 已 将 开 发 煤 层 气 作 为 接 替 新 能 源 的 战 略 部 署 。但 是 ,由 于 煤 层 气 勘 探 和 开 发 投 资 紧 缺 ,国 家 政 策 支持 不 够 等 原 因 ,煤 层 气 的 开 发 利 用 在 我 国 尚 未 达 到 应有 的 进 展 和 具 有 一 定 商 业 性 规 模 的 产 业 化 水 平 。据 文 献 [ 2 ]预 计 ,近 期 在 晋 城 地 区 可 建 成 年 产 煤层 气 20 × 108在 大 宁 — 吉 县 地 区 可 建 成 年 产 煤层 气 10 × 108 生 产 规 模 。 到 2010年 ,在 鄂 尔 多斯 盆 地 和 西 北 几 大 盆 地 煤 层 气 勘 探 取 得 工 业 性 突 破后 ,再 加 上 晋 城 、 吉 县 地 区 的 进 一 步 扩 大 开 发 利 用 煤层 气 的 规 模 ,则 我 国 有 望 达 到 年 产 煤 层 气 100 ×108 生 产 水 平 。 如 果 在 未 来 10年 中 ,我 国 煤 层气 年 产 量 能 达 到 美 国 2002年 的 产 量 (即 年 产 410 ×108 ,则 可 显 著 缓 解 我 国 因 天 然 气 不 足 而 制 约 国民 经 济 发 展 的 矛 盾 。陕 西 省 也 是 我 国 煤 炭 和 煤 层 气 资 源 大 省 。 去 年笔 者 在 省 决 策 咨 询 委 员 会 上 提 出 “ 尽 快 制 定 我 省 煤层 气 开 发 利 用 的 规 划 和 政 策 ” 的 建 议 后 ,省 决 策 咨询 委 员 会 迅 速 成 立 了 相 应 课 题 组 ,在 调 查 研 究 的 基础 上 向 省 领 导 提 出 了 “ 我 省 煤 层 气 资 源 丰 富 效 益 巨大 ,建 议 ‘ 十 一 五 ’ 加 大 力 度 开 发 ” 的 专 题 报 告 。 陕西 省 委 书 记 李 建 国 迅 速 批 示 ,要 将 这 项 工 作 作 为“ 十 一 五 ” 时 期 陕 西 省 能 源 开 发 建 设 的 一 个 重 点 。由 此 可 见 ,从 国 家 到 地 方 对 于 煤 层 气 的 开 发 利 用 都是 高 度 重 视 和 积 极 支 持 的 。 只 要 加 强 组 织 领 导 ,强化 勘 探 、 开 采 、 利 用 等 方 面 的 规 划 和 科 学 技 术 研 究 ,大 力 增 加 投 资 力 度 和 优 惠 政 策 支 持 ,积 极 开 展 各 方面 的 招 商 引 资 工 作 ,则 我 国 煤 层 气 一 定 可 以 成 为 天然 气 的 有 力 接 替 清 洁 能 源 而 得 到 迅 速 开 发 利 用 。8  结 论(1)我 国 煤 层 气 资 源 丰 富 ,但 开 发 利 用 不 够 ,未达 到 一 定 规 模 产 业 化 水 平 ;(2)我 国 经 济 快 速 发 展 过 程 中 ,天 然 气 缺 额 巨大 。 煤 层 气 性 质 与 天 然 气 相 近 ,是 现 实 的 有 力 接 替清 洁 能 源 ;(3)煤 层 气 应 用 范 围 广 泛 ,可 用 作 工 业 锅 炉 、 汽车 等 的 燃 料 ,化 工 产 品 原 料 及 民 用 燃 气 等 ;(4)开 发 利 用 煤 层 气 除 补 充 天 然 气 供 需 缺 额外 ,还 可 有 效 减 少 煤 矿 灾 难 和 显 著 改 善 环 境 污 染 ,因而 亟 待 加 强 开 发 利 用 ;(5)我 国 应 加 强 组 织 领 导 ,强 化 勘 探 、 开 采 、 利用 等 方 面 的 规 划 和 科 技 研 究 ,大 力 增 加 投 资 力 度 和优 惠 政 策 支 持 ,积 极 开 展 招 商 引 资 工 作 ,则 煤 层 气 的开 发 利 用 工 作 一 定 可 以 在 国 内 得 到 迅 速 发 展 并 形 成产 业 化 。参 考 文 献[ 1 ]翟 光 明 ,等 . 煤 层 气 是 天 然 气 的 现 实 接 替 资 源 [ J ]. 天 然气 工 业 , 2004 (5) : 1 - 3.[ 2 ]李 五 忠 ,等 . 中 国 煤 层 气 资 源 分 布 及 勘 探 前 景 [ J ]. 天 然气 工 业 , 2004 (5) : 8 - 13.[ 3 ]刘 文 革 ,等 . 我 国 煤 矿 区 煤 层 气 发 电 技 术 及 潜 力 分 析[ J ]. 中 国 电 力 , 2004 (4) : 17 - 综 述 ·   煤 层 气 — — — 一 种 亟 待 开 发 利 用 的 清 洁 能 源
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