煤气层
水煤气制备工艺条件
8
生产过程：
吹 风 阶 段： 吹入空气，提高燃料层温度，吹风气放 空，1200℃结束。
蒸 汽 吹 净： 置换炉内和出口管中的吹风气，以保证 水煤气质量。
一次上吹制气：燃料层下部温度下降，上部升高。 下 吹 制 气： 使燃料层温度均衡 二次上吹制气：将炉底部下吹煤气排净，为吸入空气做
水煤气制备工艺条件
1
以水蒸气为气化剂
C+H2O=CO+H2 CO+H2O=CO2+H2 C+2H2=CH4
+131.390KJ/mol -41.194KJ/mol -74.898KJ/mol
以上均为可逆反应，总过程为强吸热的。
2
0.1MPa下碳－蒸汽反应的平衡组成
2.0MPa下碳－蒸汽反应的平衡组成
4/2/2024
11
准备。 空 气 吹 净： 此部分吹风气可以回收。
9
★原料为块煤或焦炭，反 应速度快，生产能力大
★水蒸气和纯氧为气化剂 ★反应温度：1200℃，
出口煤气温度：500℃ ★反应压力：3.0MPa ★煤转化率：88-95% ★水煤气中CH4和CO2含
量较高，CO较低 ★适合做城市煤气
调节H2O/O2比例 10
T>900℃，含有等量的H2和CO，其它组分含量接近于零。T↓， H2O、CO2、CH4含量逐渐增加。高温，H2和CO含量高。
相同T，P↑，H2O、CO2、CH4含量增加，H2和CO含量减小。
低压、高温有利于反应的进行
3Hale Waihona Puke ➢ 煤气化反应的动力学分析
燃气名词解释
抽空
水封冒气 水封 储气罐漏气
储罐的充气置换
高层建筑燃气供应 仪表的精度 温标 真空度 表压力 绝对压力 压力 公称直径 试验压力 工作压力 公称压力 静压精度 关闭压力 调压器
当储气罐下降至最低限位时，此时应立即停止压缩机工资，以免继续抽排罐内燃气，使储气罐抽空形成负压而遭 到破坏。平时在储罐运行过程中应随时注意储气罐的高度，使压缩机工作与储气罐的进气与排气协调配合，特别 要注意储气罐最高与最低限位的报警，避免储气罐冒顶与抽空现象发生。 湿式储气罐的塔节之间靠水封进行密封，当水封遭到破坏时，则罐内煤气将从水封中冒至大气，形成漏气。形成 水封破坏的主要原因有：（1）由于大风使罐体摇晃，水封遭到破坏。（2）下部塔节被卡，上部塔节在下落时造 成脱封冒气。（3）地震使罐体摇晃倾斜，水封水大量泼出，引起漏气。 是用于保障安全的装置，构造简单、使用方便，广泛用于燃气低压管网。 储气罐漏气主要原因是由于罐体钢板被腐蚀造成穿孔而漏气，当发现漏气以后应根据罐体腐蚀情况进行修补。在 平时保养过程中，定期进行罐体防腐处理，以避免事故发生。 当储罐竣工验收合格后，在投入运行前或在储罐停运待修时，均需对罐内的气体进行置换。置换的目的在于排除 在储罐内形成有爆炸混合物的可能性。其置换原理就是用一种性质上截然不同的气体，替换或稀释容器中的空气 或燃气，最终将容器内气体的性质完全改变过来。在实际操作中，置换气量要比被置换气量大得多，一般为被置 换空间体积的3倍。燃气储罐的置换介质应用惰性气体，它即不可燃又不助燃，如氮气、二氧化碳等。 凡10层和10层以上的住宅或建筑高度超过24m的其它民用建筑均为高层建筑，其燃气供应称为高层建筑燃气供应 。 仪表在全量程范围内的最大测量误差与量程的百分比叫仪表的基本误差，通常去掉百分号后剩下的数字表示仪表 的精度。 是测量温度的标尺。 设备内部或某处的绝对压力值小于大气压时，则它与大气压之间的差值称为真空度，也称负压。 压力表显示的压力是表压力，是指设备内部某处的真实压力与大气压之间的差值。 是以绝对真空为零点算起的压力，是指设备内部或某处的真实压力，它包括流体本身的压力，也包括大气压力。 垂直作用在物体表面上的力。 又称公称通径，是国家规定的统一尺寸系列，是国家为了设计、修理、安装和使用的方便，人为地规定的标准的 直径。 是为了对管道进行水压试验与严密性试验而规定的压力。 为了管道系统的运行安全，根据管道输送介质的最高工作温度所规定的最大压力。 国家为了全国统一和使用方便而对管子、管件、阀件等规定的系列压力等级。 调压器出口压力偏离额定出口压力的数值与额定出口压力的比值。 是调压器的重要技术指标，当用气负荷为零时，调节器应紧紧关闭，调压器阀后压力只能略有上升，不能超过限 度。关闭调压器调节机构的出口压力就叫做关闭压力。 任何一个阀门或节流装置，都可降低燃气压力，但要求其自动调节压力时，就需要制造一个随着压力变化自动开 关阀门的设备来完成稳定压力的任务。
煤气发生炉的操作规程
煤气发生炉安全操作规程一、点火操作规程（1）点火准备1、检查各减速机内和其它应润滑部位是否加油.2、灰盘旋转正常；转动方向是否正确.3、风机启动、停止正常；转向是否正确.4、自动上煤系统：料斗加料、上升、落料、下降正常.5、检查各部位螺栓是否拧紧,系统无泄漏.6、检查钟罩行程、密封是否合格.7、检查各阀门开关灵活、无故障.8、各仪表显示正常.反映灵敏、准确.水套注满水,水位计显示清晰、进出水时液位显示正常.9、各水封水位正常；给锻锤和退火炉供气时要注满650水封,给650供气时注满锻锤和退火炉水封.10、蒸汽系统循环正常.11、自动泄压装置正常无堵塞.12、蒸汽管路畅通,打开蒸汽放散阀.13、用粒度为30～70毫米(de)炉渣铺炉至炉渣高出炉篦100mm左右,并摊平.（2）点火1、点火：加入木柴,木柴量以确保引燃煤层为准.木柴应均匀分布于整个炉膛,点燃木柴并使其全部燃旺,点火时应打开放散阀,放下钟罩、并用上料小车顶开上煤仓盖.2、待木柴燃旺后,可少量加煤燃烧,启动一次风机,以小量风助燃,如有局部未燃烧时,关小风量或停风,并用探扦适当拨动,使全炉膛均匀着火,如果还不能均匀着火,应重新点燃.停风观察炉膛是否均匀着火,如着火情况良好,点火过程即完成.3、逐步加煤待煤层达到一定高度时即可正常产生煤气.4、待煤气产生正常后,转入供气程序.二、供气操作规程1、非工作人员不得进入工作现场.2、加热炉点火前必须先打开喷嘴上(de)二次风阀,将加热炉炉膛吹扫,清除加热炉内和烟道中可能残存(de)煤气.加热炉内空气烟尘浑浊时不能点火,一定要用二次风吹扫炉膛,直至炉膛视线清楚无浑浊气体时才可以供气点火.3、关小二次风阀.4、点火棒放在喷咀处,慢慢打开煤气阀,即可点燃煤气.注意一定要火等煤气,切忌炉内聚集烟气过多,引起爆炸.5、点火时人不能正对炉门,炉门及各孔洞处严禁站人.6、喷嘴点燃后,观察燃烧情况,逐步加大二次风量,逐步点燃各个烧咀,调整各喷嘴配风阀门,使各喷嘴稳定燃烧.7、如喷嘴不着火,说明煤气质量不佳或煤气量不足,应当立即关闭煤气阀门,加大二次风将炉内残气吹净,稍停5分钟后再按上述步骤进行第二次送气点火.8、加热炉炉膛温度在500℃以下时应时刻注意加热炉内是否断火,如果断火,应立即关闭煤气阀,打开加热炉门,再重新按程序点火.9、任何时间各水封部位和水套内严禁缺水,水套内(de)水应勤加少加.10、运行中应时常注意电器控制柜上仪表读数,煤气出口温度不能超过400℃,应及时加煤.11、工作期间如发现上下水封冒水应减小一次风量.12、要保持料层高度在700～800mm,煤层过低影响煤气质量和产量,严重时会点不着火.13、加热炉燃烧温度与煤气量、一二次风量、烟囱抽力有关,生产中应及时调整各阀门大小.14、煤质粒度应符合要求,以免影响产气量,煤块粒度过大或过小或易结渣都会影响煤气生产,严重时会点不着火.15、各减速机、转动部位严禁缺油.16、司炉工必须经过专业培训上岗,严禁非工作人员操作开关、阀门.17、严禁在煤气发生炉运行状态下进行维修,煤气发生炉2米范围内严禁火焰.三、运行状态操作规程1、注意电器控制柜上仪表读数,煤气出口温度应≤400℃,如发现炉内结渣,蒸汽调节阀应开大一些,调高一次风温度,一次风量根据煤气用量调整,如喷嘴火力不足或煤气出口温度过低,应调大一次风量.2、保持煤层高度在800～1000mm.3、煤气出口温度接近400℃时必须加煤,运行中煤气量不足时必须加煤.4、出渣；灰渣层达到一定厚度时即可出渣,如果灰分过多,要勤出渣,但应保留渣层不得少于200毫米,以免火层烧坏炉篦.5、蒸汽系统：保持水位高度,水套中严禁缺水.6、各水封部位要保持一定水位,及时清除落入水封(de)异物.7、各机械传动部分定期加油,保持良好润滑.8、焦油凝结会堵塞喷嘴和管道.如发现喷嘴喷火不畅应及时检查和清除喷嘴和阀门中(de)焦油,管道应定期疏通,设备应安排定期检查.9、煤气炉热状态或冷状态运行都会使煤气质量下降.（热状态是指煤气出口温度超过400℃时,冷状态是指煤气出口温度低于100℃.）10、卸渣时应注意电机、减速机是否正常运转,如炉内有异物或煤结渣会导致渣盘卡死,此时不得强行转动卸渣.11、经常检查自动卸压装置是否可靠.四、停炉操作规程停炉可分为以下几种情况：①根据用户需要停炉②大修停炉③突然停电停炉,后一种作为停电事故处理.1、正常工作停炉前应先检查煤层高度,然后逐渐减小一次风量降低炉内反应温度,并使炉底保持正压,打开放散阀,用水封隔断煤气发生炉与加热炉之间(de)联系,再依次关闭一次风阀门、停下风机,打开蒸汽阀门,最后关闭电器控制柜总电源.2、检修停炉：当计划检修煤气炉停炉时,可在停炉前1～2小时停止加煤,停炉时逐渐减小风量,打开放散阀,用水封隔断煤气发生炉与加热炉之间(de)联系,将加热炉炉门打开或台车退出炉外,然后关闭风机.停炉后8小时内不得扒炉,以防空气进入炉内造成爆炸事故.3、突然停电、停炉：4、工作时,遇到突然停电,迅速打开放散阀,加大进炉底蒸汽量,使煤气炉内保持正压,用水封隔断煤气发生炉与加热炉之间(de)联系.同时将加热炉炉门打开.五、交接班制度1、停炉时必须将煤气发生炉与加热炉管道隔离,以防回火.2、交接班必须两班人当面交接清楚,不允许接班人未到场自行交班.3、每日每班做好交班生产记录,将所发生(de)事情、存在(de)问题及生产状态做好交接记录.六、常见故障及处理方法。
转炉煤气回收方法
转炉煤气回收方法
转炉煤气回收方法主要有以下几种：
1. 顶喷式煤气回收技术：将煤气喷洒在炉顶上方，喷嘴设在煤气倒流口以外的位置，从而形成一层煤气遮蔽层，热量得以回收利用。
2. 煤气加热回收技术：将煤气通过换热器进行预热，再利用预热后的高温煤气加热发电或者加热各部位。
3. 煤气水分分离回收技术：通过水的物理吸附和化学反应，将煤气中的水分去除，可以回收利用高纯度的煤气。
4. 活性炭吸附回收技术：利用活性炭对煤气中的有机物、酚等杂质进行吸附，得到纯净的煤气。
5. 燃气燃烧回收技术：采用燃气发电机或者燃气锅炉，将煤气直接燃烧发电或者加热各部位。
这些方法各有特点，可根据实际生产情况选择适当的方法。
绳索取芯金刚石钻进工艺在大城煤炭、煤气层勘探区中的应用
２ 大城 ２ — 孑 基本情况 ４１ Ｌ
２ １孔 为 煤 田 煤 层 气 地 质 孔 ， 计 孔 深 ４． 设
１１ ０ｍ， ６ 终孔 层位 ０ 。２ ． 于 ２０ ２ ４ １孔 ０ ７年 ７月 ５ Ｅ ｔ
开钻 ， 新生 界使 用普 通 工 法 钻进 。由于 新 生 界厚 度 达 ９０多 ｍ， 以 ， 须 下套管 才能保 证下 部煤 系地 ０ 所 必
常规 钻探 工艺 是 ， 过一段 时 间钻进后 ， 芯管 经 岩
中充满 了岩芯 。这 时 ， 要将 钻 孔 内的全 部 钻 杆 提 就
出地面 ， 岩 芯管 中的岩芯 取 出 ， 将 再将 钻杆逐 根接起 来， 下入孔 内进行 下 一 回次 钻进 。这样 上 、 钻具 就 下
３ 设备选择与钻孑 结构 Ｌ
维普资讯
总 第 １２期 ０
绳 索取 芯金 日 石 钻 进 工 艺 Ｊ ． 在 大 城 煤 炭 、 气层 勘 探 区 中 的应 用 煤
李耿 良 ， 李会 民
（ 河北省煤 田地质局 物测地 质队， 河北 邢 台 ０ ４０ ） ５ ００ 摘 要 ： 合工程实 例分析 了绳索取芯金刚石钻进工艺在煤 田地质深孔钻进 中的应用效果 ， 结 证实该项技术
设备 选择 与钻孔 结构 ， 见表 １ 。
表 １ 设 备 选 择 与 钻 孔 结 构
会 占很多 时 间 ， 重制 约 了钻月效 率 ， 严 而且工 人劳 动
强度大。而用绳索取芯金刚石钻进工艺是用钢丝绳 将专 用打捞 器 由钻 杆 中下 放 到 岩 芯管 上 端 ， 双管 将
钻具 中的 内管 提 出 ， 管 中 的 岩 芯便 被 提 到 地 面 。 内 由于 打捞 内管是 通 过卷 扬 机 上 下钢 丝绳 完成 ， 用 不 提钻杆 ， 速度 快 ， 时 ， 高 了效 率 ， 省 提 而且 大 大减 轻 了
焦炉煤气 工艺流程
焦炉煤气工艺流程焦炉煤气是焦炉煤炭在高温下产生的一种气体，在很长一段时间里，焦炉煤气被广泛应用于燃料和化工领域。
下面将为大家介绍焦炉煤气的工艺流程。
焦炉煤气的产生主要是通过焦炉炼焦过程中的不完全燃烧和挥发分解产生的。
在焦炉内炼焦时，煤炭由上部装料口进入焦炉，经过一系列的物理化学变化，最终冷却出来的煤气即为焦炉煤气。
焦炉煤气的工艺流程主要分为三个阶段：炼焦阶段、冷却阶段和净化阶段。
在炼焦阶段，煤炭在高温环境下进行挥发分解，产生焦炭和焦炉煤气。
挥发分解的主要反应包括干馏、结焦与气化等。
煤的挥发分解温度通常在400℃-900℃之间。
焦炉内部的高温炉壁使得煤气中的有机物无法完全燃烧，形成不完全燃烧的焦炉煤气。
在冷却阶段，焦炉煤气经过煤气出口管道进入冷却塔。
冷却塔内部设置了多个冷却层和冷凝层。
焦炉煤气在通过冷却层时，通过与从上方喷洒下来的冷凝剂的交换，将煤气中的水蒸气和部分液化烃冷凝回收。
通过这种方式，焦炉煤气的温度被迅速降低，并且冷凝出来的液体可以进一步提炼。
冷却后，焦炉煤气进入冷凝层，通过与一种冷凝剂接触，使得其中的其他液态有机物冷凝，得到另一批可提炼的液体产品。
在净化阶段，焦炉煤气经过冷却后进入净化系统进行进一步处理。
净化系统主要是通过吸附、干燥和脱硫等工艺，将煤气中的杂质进行去除。
其中，吸附工艺主要是通过将焦炉煤气经过各类吸附剂的床层，实现对焦炉煤气中有机硫化物的吸附。
干燥工艺主要是通过风冷和除湿剂吸附，将煤气中的水分去除。
脱硫工艺主要是通过往煤气中添加一种化学药剂，使其与焦炉煤气中的硫化氢反应生成含硫化合物，然后通过其他工艺将其去除。
最终，经过炼焦、冷却和净化三个阶段的焦炉煤气将得到高纯度、高热值的产品。
这种产品广泛应用于燃料领域，如发电厂、炼铁厂等，也可以在化工领域中用作原料，制造各种化工产品。
总之，焦炉煤气的工艺流程经历了炼焦、冷却和净化三个阶段，通过各种反应和处理，最终得到高纯度、高热值的产品。
东城标准层煤气平面布置图
高层燃气安全总结
高层燃气安全总结随着我国城市化进程的加快，液化石油气、天然气等燃气使用越来越广泛。
为了确保燃气使用的安全，我国制定了一系列的法规、标准，并对燃气安全进行了全面管理和监管。
但是在实践中，仍然存在一些燃气安全问题。
本文从高层燃气的使用方面出发，对燃气安全问题进行总结。
一、高层燃气安全的隐患高层建筑是燃气安全的重点区域，因为高层建筑的住户密度大，领域范围广。
若因燃气泄漏或其他原因引发安全事故，后果不堪设想。
高层燃气安全隐患主要有以下几个方面：1、燃气管道老化高层燃气管道的老化问题很常见，一部分是由于燃气管道长时间使用，所以管道会出现一定的老化、老化、硬化等问题，但更多的是由于原材料质量不好或管道施工质量问题，也有可能因为使用年限较长而出现老化问题。
2、随意改造、管道疏漏高层建筑燃气管道的维护和保养非常重要，但是由于各种各样的原因，有些业主可能会随意改造燃气管道，但其没有资质或经验，从而导致管道出现疏漏。
同时，拆除和搬迁房屋的过程中可能会破坏管道，燃气泄漏后会引起火灾爆炸等严重后果。
3、安全事故的隐患火灾、爆炸、中毒等燃气安全事故时有发生，如厨房内使用的燃气煤气灶或燃气热水器等，如果长时间使用、维修、保养不到位，管道泄漏、爆炸和燃气中毒等事故就可能会发生。
二、高层燃气安全的管理要保障高层燃气安全，必须加强燃气安全监管和管理工作。
具体有以下措施：1、燃气管道安装高层燃气管道安装前，必须做好现场勘察工作，确定安装位置、管道长度和施工条件，按照燃气相关标准和规定进行施工。
管道安装完毕后，必须进行压力测试，确保管道封闭、安全、可靠。
后续的维护和保养必须按照要求进行。
2、设备维护与保养高层建筑的燃气设备需要定期维护和保养，确保设备安全可靠，避免设施老化等情况发生。
在业主使用燃气设备之前，必须对其进行安全检查，确保每个人都能注意燃气安全。
3、安全教育燃气安全宣传和教育必须要到位，尤其是针对住户，要通过多种方式深入宣传燃气安全知识，增强大家燃气安全意识。
水煤气和半水煤气
水煤气是水蒸气通过炽热的焦炭而生成的气体，主要成份是一氧化碳，氢气，燃烧后排放水和二氧化碳，有微量CO、HC和NOX。
燃烧速度是汽油的7.5倍，抗爆性好，据国外研究和专利的报导压缩比可达12.5。
热效率提高20－40%、功率提高15%、燃耗降低30%，尾气净化近欧IV标准，还可用微量的铂催化剂净化。
比醇、醚简化制造和减少设备，成本和投资更低。
压缩或液化与氢气相近，但不用脱除CO，建站投资较低。
还可用减少的成本和投资部分补偿压缩（制醇醚也要压缩）或液化的投资和成本。
有毒，工业上用作燃料，又是化工原料。
将水蒸气通过炽热的煤层可制得较洁净的水煤气（主要成分是CO和H2），现象为火焰腾起更高，而且变为淡蓝色（氢气和CO燃烧的颜色）。
化学方程式为C+H2O===(△)CO+H2。
这就是湿煤比干煤燃烧更旺的原因。
煤气厂常在家用水煤气中特意掺入少量难闻气味的气体，目的是CO和H2为无色无味气体，当煤气泄漏时能闻到及时发现。
甲烷和水也可制水煤气化学方程式为CH4+H2O===CO+3H2环保型水煤气发生炉另：一种低热值煤气。
由蒸汽与灼热的无烟煤或焦炭作用而得。
主要成分为氢气和一氧化碳，也含有少量二氧化碳、氮气和甲烷等组分；各组分的含量取决于所用原料及气化条件。
主要用作合成氨、合成液体燃料等的原料，或作为工业燃料气的补充来源。
工业上，水煤气的生产一般采用间歇周期式固定床生产技术。
炉子结构采用UGI气化炉的型式。
在气化炉中，碳与蒸汽主要发生如下的水煤气反应：C+H2O===（高温）CO+H2C+2H2O===（高温）CO2+2H2以上反应均为吸热反应，因此必须向气化炉内供热。
通常，先送空气入炉，烧掉部分燃料，将热量蓄存在燃料层和蓄热室里，然后将蒸汽通入灼热的燃料层进行反应。
由于反应吸热，燃料层及蓄热室温度下降至一定温度时，又重新送空气入炉升温，如此循环。
当目的是生产燃料气时，为了提高煤气热值，有时提高出炉煤气温度，借以向热煤气中喷入油类，使油类裂解，即得所谓增热水煤气。
固定层煤气发生炉炉箅对节能降耗的影响
因此 ，炉 箅 的高低 是制 约 发生 炉煤 耗 的主要 因 素 。如 果把 现有 的 Ｕ Ｉ Ｊ８型煤 气 炉炉箅 降低 到 Ｇ或 ２ １４ 或 者更 低 ，炭 层 将 随 之 加 厚 ，有 效 炭 层 得 到 ．ｍ
提 高 ，这会 更有 利 于氧化 还 原 的反应 ，使 气化 层更 加稳 定 ，挂 壁 的现象 也 能基本 上 得到 解决 。
在 １０ ２０ｍ ８０～ ００ ｍ，比其 它 Ｏ３０ ｍ ００ ｍ炉 或 ３０ｍ ３０ ｍ 炉 的有 效炭层提 高 了 ４０～ ０ｍｍ，比未进行 改造 的 ０ ６０
发生炉 （ 式 Ｕ Ｉ 发 生 炉 ） 高 了 ７ ０～９０ ｍ。 老 Ｇ 型 提 ０ ０ｍ 另外 ，夹 套 的位 置 提 高 到 距 灰 盘 ３０ ｍ 的高 度 ， １０ ｍ
翻。
核心 问题 ，其 中 ，炉箅 的合 理配 置至 关重 要 … 。 近 几年 来 ，业 界 一 些 专 家 和 同 行 在 对 比 了 小 氮 、中氮 的炉 型 、煤 耗 、温度 控 制等 方面 的设 备 和 工艺参 数后 指 出 ， 目前 固定 层制 气生 产过 程 中 ，煤 气 炉 的高径 比是 制 约 中氮厂 或一部 分 尚未 进行 改造
某 中氮厂成 功 改 造 了一 台 （３０ ｍ 煤 气 发 生 ２ ３０ ｍ ｊ 炉 。首 先 ，应采 用 扇形 炉箅 而不 是用 传 统 的塔 形 炉 箅 ，其 次 ，炉箅 高 度 降 低 至 １３ ｍ ４０ ｍ，与 其 它 同 系
列发生炉使用的炉箅相 比，要低 ２ ０ ｍ～ ２ ｍ ２ｍ ３０ ｍ。 改进后 发生 炉 的有 效炭 层 高度 得 到较 大 提 高 ，控 制
１０ ０ ｍ ／ １０ Ｎ 。ｈ左 右 ，Ｃ ， 吹 ８ ～ ％ ，下 吹 ５ ～ Ｏ 上 ％ ９ ％
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什么是煤层气煤层气俗称“瓦斯”，其主要成分是ＣＨ４（甲烷），是主要存在于煤矿的伴生气体。
也是造成煤矿井下事故的主要原因之一。
煤层气是热值高、无污染的新能源。
它可以用来发电，用作工业燃料、化工原料和居民生活燃料。
煤层气随着煤炭的开采泄漏到大气中，会加剧全球的温室效应。
而如果对煤层气进行回收利用，在采煤之前先采出煤层气，煤矿生产中的瓦斯将降低７０％到８５％。
煤层气的开采一般有两种方式：一是地面钻井开采；二是井下瓦斯抽放系统抽出。
地面钻井开采的煤层气和抽放瓦斯都是可以利用的，通过地面开采和抽放后可以大大减少风排瓦斯的数量，降低了煤矿对通风的要求，改善了矿工的安全生产条件。
地面钻井开采方式，国外已经使用，我国有些煤层透气性较差，地面开采有一定困难，但若积极开发每年至少可采出５０亿立方米；由于过去除了供暖外没有找到合理的利用手段，未能充分利用，所以，抽放瓦斯绝大部分仍然排入大气，花去了费用，浪费了资源，污染了环境。
1.国内外煤层气开发利用现状煤层气资源世界上目前发现有74个国家蕴藏着煤炭资源,同时也赋存着煤层气资源。
根据国际能源机构(IEA)估计,全球煤层气资源总量可达260万亿立方米,俄罗斯、加拿大、中国、美国和澳大利亚均超过10万亿立方米。
据中联公司最新一轮的全国煤层气资源预测结果显示(2002年),中国陆上烟煤煤田和无烟煤煤田中(未包括褐煤煤田),在埋深300~2 000m范围内煤层气资源总量为31·46万亿立方米,位居世界第三。
煤层气的危害瓦斯有煤矿“第一杀手”之称,煤矿瓦斯事故是煤矿安全生产的最大威胁之一。
我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的46%,瓦斯事故频繁[3]。
在中国煤矿重大恶性事故中,瓦斯爆炸引起的事故约占70~80%[4],造成的伤亡占到特大事故伤亡人数的九成[5]。
据中国监察部网统计, 2004年全国共发生煤矿死亡事故3 639起,造成6 027人死亡。
2003年全国矿难的死亡人数达到6 177人,两年共有1·2204万名矿工死亡,其中绝大部分死于瓦斯爆炸事故[6]。
瓦斯不仅是矿工的生命杀手,还是人类生存环境的破坏者。
煤层气中95%以上是甲烷。
甲烷是造成环境温室效应的3种主要气体(甲烷、二氧化碳和氟利昂)之一,如果以原子为基准,甲烷的加热效应是CO2的25~30倍,以重量为基准则达70倍。
甲烷排入大气层,不仅因其温室效应引起气候异常,而且消耗大气平流层中的臭氧,对臭氧层的破坏能力是二氧化碳的7倍,严重削弱了臭氧层对太阳紫外线侵袭的防护作用,危害人类健康[6, 7]。
开发利用煤层气的意义(1)开发利用煤层气可以从根本上防止煤矿瓦斯事故,改善煤矿安全生产,提高经济效益[1]。
(2)煤层气作为优质能源具有绿色意义:基本不含硫,对各种设备腐蚀小;燃烧产生污染物少;燃烧后废气是一种气态肥料,可增强植物的光合作用;减少甲烷排放,有效缓解温室效应[7]。
(3)开发利用煤层气,减轻大量燃烧煤造成的空气污染[7]。
(4)开发利用煤层气,可以改善我国的能源结构,增加洁净气体能源,拉动相关产业的发展[1] 1.1世界主要产煤国煤层气资源开发利用情况目前,美国、加拿大、德国、英国等国家的煤。
层气产业发展比较迅速,其中美国是世界上煤层气商业化开发最成功的国家,也是迄今为止煤层气产量最高的国家。
由于各国的煤层气资源条件、政策等差别,煤层气发展的状况有所不同,他们成功的经验可供我国借鉴。
1.2国内煤层气资源的开发利用现状我国煤层气勘探开发尚处于起步阶段,截止2004年底我国煤层气可采储量470亿立方米,全国已正式登记煤层气区块56个,面积6 577万平方公里,共施工地面煤层气井287口,试验井组6个;全国共有133个矿井采用井下抽放技术抽取煤层气,年抽放量达15亿立方米,已建成瓦斯利用工程60多个。
我国煤层气开发利用主要集中在山西、辽宁、内蒙古、安徽、云南、河南和贵州等省(区)。
在地面钻井回收煤层气方面,我国自20世纪70年代开始在抚顺和焦作等矿区进行地面煤层气预抽试验,并从90年代初开始引进国外煤层气开发技术,目前已进入全面勘探开发阶段,煤层气的井下抽放始于50年代,目前山西阳泉、安徽淮南、辽宁抚顺等高瓦斯矿区抽放瓦斯量均超过1亿立方米/年。
我国煤层气利用始于20世纪70年代末。
1982年,国家将矿井瓦斯利用工程正式纳入国家节能基本建设投资计划。
到目前为止,已建成瓦斯利用工程60多个。
2000年,煤层气利用量5亿立方米左右。
晋城无烟煤集团公司是最早利用煤层气发电的企业之一,其投入运营的煤层气电站总装机容量已达5 840kW,目前该公司正计划建一座120MW的煤层气电厂。
山西煤层气综合开发利用项目已经启动,该项目2008年建成后,将向大约9万个家庭和工业及商业用户提供煤层气至少1·7亿立方米/年,并为正建设的12万千(1)我国实现煤层气地面钻井商业开发阜新矿区煤层气资源储量为52亿立方米。
阜新刘家煤层气一期工程竣工,煤气厂实现煤层气与煤制气的气源转换,新建刘家煤层气输配系统,向煤气厂提供煤层气1·6万立方米/天,这标志着我国煤层气地面钻井商业开发实现了零的突破。
(2)我国打成第一口多分支煤层气水平井中原油田钻井公司在山西成功完成了国内第一口多分支煤层气水平井DNP02井的施工。
该井有1个主井眼, 12个分支井眼。
该井的施工是将水平钻井技术用于煤层气开发,为解决煤层抽放瓦斯的技术难题开辟了一条全新的途径。
(3)云南煤层气实验井日产气2 000m3云南省的煤层气主要富存于滇东恩洪及老厂矿区,其煤层气资源达870亿立方米。
2005年2月20日,位于云南省富源县竹园镇境内的一口煤层气生产实验井,经压裂改造后,初步进行排采实验,日产煤层气2 000 m3。
(4)阳泉市利用混合瓦斯的模式阳泉矿20世纪80年代初就着手开发利用井下混合瓦斯。
1984年开工建设, 1985年开始陆续送气。
设计能力为日供混合瓦斯46万立方米,用户3·5万户,总投资3 133万元。
阳泉矿务局对矿井建立了瓦斯抽放系统,总装机容量3 227KW(5)河南省煤层气发电站在鹤壁煤业集团建成发电该项目一期设计装机容量为2×500千瓦,总投资280万元。
项目一期已经竣工,经过试运行,机组运行平稳,年发电量为700万千瓦时度,有效利用煤层气230万立方米。
(6)贵州省煤层气的利用贵州省煤矿矿井抽放瓦斯利用起步较早,1985年六枝矿区地宗煤矿就首先开展了瓦斯利用, 1991年凉水井矿利用淘汰的飞机发动机建设了装机容量为2×400千瓦的瓦斯发电站,发电量已达150万千瓦时度。
到2000年,贵州省已建成煤层气输送管网干线总长近200km,供2·5万户居民使用。
1.3我国煤层气开发利用的主要问题我国煤田地质条件复杂,治理和利用瓦斯难度大,从理论和技术方面都存在许多关键性难题,且管网建设滞后,缺乏有力的扶持政策和资金投入,管理体制不顺。
(1)地质构造复杂我国煤田地质构造复杂,部分含煤盆地后期改造较强,构造形态多样,煤层及煤层气资源赋存条件,在鄂尔多斯等大中型盆地较为简单,但在中小盆地较为复杂。
(2)煤层气抽采难度大我国高瓦斯矿井多,煤层气含量高,但压力大、透气性差、抽采难度大。
且目前国有重点煤矿矿井平均开采深度约420m,开采深度超过1000m的有10余处,随着矿井开采深度加大,地应力和瓦斯压力增加,瓦斯抽采难度进一步增大。
(3)基础理论研究和技术创新不够,科研工作薄弱我国煤层气开发起步晚,基础理论和技术上都无法与常规天然气相比,理论和技术方面都存在若干关键性难题,如缺乏低浓度瓦斯的安全输送和利用技术,大量低浓度瓦斯只能稀释后排空等。
此外,目前国内专门从事煤层气开发利用研究的单位很少,科研力量薄弱,一些公益性、前瞻性、基础性、共性关键技术与装备等安全技术研究,从人才、基础设施到资金都缺乏必要的支撑,煤层气治理和利用等方面的技术研究和创新进展缓慢。
(4)网管建设滞后在煤层气开发区域,没有与之相配套的长输管线,致使开发与市场脱节,出现“点天灯”现象。
此外,由于电力行业的市场垄断,煤层气发电上网难、入网价格低,使矿井煤层气的综合利用工作也受到阻碍(5)缺乏有力的扶持政策我国现行的煤层气开发利用政策与法规,只是比照常规天然气的通常做法,没有出台更优惠、更适宜煤层气产业的激励政策。
财政部自2001年1月1日起,对利用煤矸石、煤泥、油母页岩和风力生产的电力、部分新型墙体材料产品,实行按增值税应纳税额减半征收的政策。
煤层气与煤矸石同类,同样是煤炭开采过程伴生的废气,但利用煤层气发的电力和生产加工的产品,却未被列入减免税范畴。
(6)缺乏资金投入建设瓦斯发电项目的前期投入和运营管理费用都比较高。
由于煤炭价格与价值长期背离,煤矿效益低下,长期处于亏损补贴和困难阶段,自身缺乏必需的资金积累,单凭企业很难进行瓦斯治理和利用投资,这是限制瓦斯大规模开发利用的主要原因之一。
(7)管理体制不顺煤层气开发利用缺乏必要协调,条块分割严重。
在具体开发中存在矿权重叠问题,致使相关部门、企业之间产生了经济利益和管理权限方面的分歧,地方与企业参与煤层气开发利用的动力不足,产业开发难成气候。
同时,煤层气综合利用缺乏安全管理规范、行业标准和监法规,影响了煤层气产业健康有序发展。
1.4我国开发利用煤层气的建议分析美国等国家开发利用煤层气的成功经验和我国的现状提出以下建议:（1）对目前正在开采但没有进行瓦斯抽放的高瓦斯矿井配备瓦斯抽放装置,加强井下通风系统的改造,配备井下瓦斯储量检测及报警系统,同时加大对采煤工人进行技术安全培训的力度。
（2）制定相应的政策法规鼓励煤层气的开发利用将煤层气的开发利用列入“十一五”计划中,经营管理和协调我国煤层气勘探开发工作,从生产项目入手,落实规划目标,实现煤层气产业开发的有序、有效和协调发展。
制定适宜的经济扶持政策,如煤层气生产增值税、探矿权和采矿权使用费及资源税和资源补偿费实行一定年限内免交或优惠政策;对煤炭生产企业的煤层气开发与利用实行减排补贴政策等。
严格环保法规,建立甲烷减排基金,出台甲烷减排补贴和排放超标罚款法规,鼓励煤矿企业开发和利用煤层气。
建立健全高瓦斯煤矿必须先采气、后采煤的基本建设程序,并制定相应的责任追究制度。
（3）加大财政投入,增强对煤层气的勘查力度,进行重点突破优先安排煤层气基础研究、重点攻关、国家自然科学基金等科技项目,集中加大煤层气的科技投入,以煤层气科技的突破带动煤层气生产上的突破。
选定条件适宜的区块,建设煤层气商业化生产基地,力争早日取得重点突破,比如山西沁水盆地南部煤层气工程项目。
（4）重视规划和建设管道设施以满足将来大规模开发利用煤层气的需要统筹考虑煤层气和天然气两种资源与市场的配置,通过管网把资源和市场联系起来,推动煤层气的发展。