我国研制新型工业装置分离煤层气减少温室气体排放

2016-06-24

山西晋城煤业集团寺河矿区的矿井边上曾经零星地树着许多烟囱。这些直径约１米、高１０余米的烟囱日复一日地向大气中排放来自矿井的煤层气。

煤层气是吸附在煤层中的可燃性气体，也称非常规天然气。其主要成分甲烷是温室气体，甲烷与二氧化碳等一起使地球气候变暖。科学家认为，甲烷的温室效应至少是二氧化碳的２０倍。

在煤矿生产过程中，必须抽放掉混有空气的煤层气，否则井下的静电或金属摩擦会引发瓦斯爆炸，对采矿人员的生命和矿井的安全造成严重威胁。

中国低温冷冻专家杨克剑和他领导的中科院理化所低温系统关键技术组发明了一套低温分离系统，将高纯度的甲烷从煤层气里分离出来。这套设计巧妙的工业装置好似一台巨大的“冰箱”，把煤层气“速冻”起来，利用煤层气中甲烷、氧气、二氧化碳、氮气不同的物理特性，把它们分装在不同的“保鲜柜”里，供人们任意取用。

他们研制的“含氧煤层气分离液化工业装置”刚刚在山西晋城和阳泉试验成功，分离出来的甲烷浓度超过９９％，是可以直接供应用户的无污染能源。

中国科学院理化技术研究所研究员杨克剑２５日在接受新华社记者专访时说：“将甲烷从煤层气中分离出来并液化处理，不仅能在一定程度上缓解日益严峻的能源产品供需矛盾，减少由混合煤层气引发的矿井瓦斯爆炸事件；更为重要的是，这项技术对节能减排具有显著意义。”

煤层气作为一种清洁能源，热值与天然气相当。中国的煤层气储量居世界第一，总量约为美国的３倍。而中国煤层气开发很少，更少有工业上的应用。据统计，中国各煤矿每年排放到大气中的煤层气占全球采煤排放煤层气总量的三分之一。

中国１３个大型煤炭基地之一——阳泉煤业集团是目前国内煤层气抽排量最大的矿区，约占全国总抽排量的五分之一。尽管阳煤集团早已开始抽取和利用煤层气，但仍有大量煤层气不加处理，直接向大气排放。

负责建造和调试“含氧煤层气分离液化工业装置”的高级工程师张武说：“比较已经开发出来的其他方法，这个方案分离得出的甲烷纯度最高。由于分离过程是在低压和低温条件下进行，大大降低了燃烧和爆炸的几率。”

这项新技术已在去年申请了国家发明专利。目前，一套年产２万吨液化天然气的含氧煤层气液化分离装置正在酝酿中。专家测算，实现产业化后，每标准立方米液化天然气产品的出厂成本约为１．５元，而目前中国国大城市民用天然气价格大多在２元以上。

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