【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的石油系天然氣，或稱 常規(guī)天然氣 。是一種成因與石油相同，與石油共生或單獨(dú)存在的可燃?xì)怏w。 天然氣 主要組分為甲烷，通常占 90%以上，還含有一些乙烷、丙烷、丁烷及戊烷以上的烴類，并且有少量的二氧化碳、氮?dú)?、硫化氫、氫氣等非烴類組分。 小型天然氣液化裝置是作為天然氣工業(yè)的一種補(bǔ)充，主要應(yīng)用于： “三低 ”井、邊遠(yuǎn)井、廢舊殘氣井井場(chǎng)液化，以充分 發(fā)揮已開(kāi)發(fā)未利用的產(chǎn)能； 油氣田放空氣源地現(xiàn)場(chǎng)液化，回收和利用油氣田放空氣； 油氣田新區(qū)開(kāi)發(fā)初期，用作臨時(shí)產(chǎn)能建設(shè)； 中淺層小型氣藏的開(kāi)發(fā)和利用。 只要?dú)庠磫尉蚣數(shù)漠a(chǎn)量達(dá)到 2021(5000)Nm3/日及以上，即可建立小型天然氣液化裝置。 其流程： 天然氣 — → 脫硫、脫水、脫 CO壓縮增壓 — → 深冷液化 — → 低溫貯存 — → LNG 當(dāng) 天然氣壓力 時(shí)需吸氣增壓 , 壓力 節(jié)流降壓。 主要產(chǎn)品是 液化天然氣（ LNG） 和部分 提前氣液分離的副產(chǎn)品 液化石油氣（ LPG）。 我國(guó)沉積巖分布面積廣，陸相盆地多，形成優(yōu)越的多種天然氣儲(chǔ)藏的地質(zhì)條件。根據(jù) 1993 年全國(guó)天然氣遠(yuǎn)景資源量的預(yù)測(cè)，天然氣總資源量達(dá) 38 萬(wàn)億 m3（近期預(yù)測(cè)為 53 萬(wàn)億 m3），陸上天然氣主要分布在中部和西部地區(qū)，分別占陸上資源量的 %和 %。天然氣資源的層系分布以新生界第 3 系和古生界地層為主，在總資源量中，新生界占 %，中生界 %，上古生界 %，下古生界 %。 在天然氣總資源量中預(yù)測(cè)可采資源量為 1418萬(wàn)億 m3左右?，F(xiàn)已累計(jì)探明天然氣可采儲(chǔ)量２ .6萬(wàn)億 m3。目前，天然氣剩余可采儲(chǔ)量約２ 萬(wàn)億 m3，年產(chǎn)量約 500 億 m3。 由于我國(guó)陸上天然氣資源以陸相沉積構(gòu)造居多，儲(chǔ)量分散，單井產(chǎn)量低，自然穩(wěn)產(chǎn)期短，加之儲(chǔ)量規(guī)模小，埋藏深，不少氣田或油井伴生氣中都含有酸性氣體（主要是含有硫化氫，硫化氫含量通常在 %（體積百分比）以下）； 氣田以中小型為主，大多數(shù)氣田的地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，勘探開(kāi)發(fā)難度大，成片建設(shè)規(guī)模小，井口、 集輸、凈化、 儲(chǔ)運(yùn)成本高，導(dǎo)致產(chǎn)量和消費(fèi)比重較低。 小型天然氣液化裝置的應(yīng)用，可以充 分發(fā)揮和利用油氣田遺棄資源及已開(kāi)發(fā)未利用的產(chǎn)能，可成倍提高現(xiàn)產(chǎn)量；在井場(chǎng)和現(xiàn)場(chǎng)直接凈化和液化，減少集輸和預(yù)處理費(fèi)用，可降低消費(fèi)成本；對(duì)無(wú)法工業(yè)開(kāi)采集輸和中淺層小型氣藏資源的開(kāi)發(fā)利用，可大幅提高可采 儲(chǔ)量和 產(chǎn)量。 我國(guó)常規(guī)天然氣資源比較豐富，分布廣，總體豐度偏低，利用 小型天然氣液化裝置進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用，具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。 二）煤層氣 煤層氣是指煤層中所含的吸附和游離狀態(tài)的非常規(guī)天然氣 ， 又稱瓦斯。 是 煤炭形成過(guò)程中，在高壓和厭氧的條件下產(chǎn)生的以吸附狀態(tài)為主，生成并儲(chǔ)存在煤系地層中的伴生可燃?xì)怏w，主要 成分是甲烷（一般為 8095%），有時(shí)還有少量的乙烷、丙烷、氮?dú)夂投趸迹?CO2）， 與常規(guī)天然氣基本相同。 我國(guó)煤層氣資源非常豐富，長(zhǎng)期以來(lái)一直被作為煤礦災(zāi)害氣體排放到大氣中，造成了極大的能源浪費(fèi)和環(huán)境破壞。由于煤層氣成因、地質(zhì)、賦存條件的特性，地面鉆采單井日產(chǎn)量較低，加上理論、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等多方面的原因，目前，煤層氣的開(kāi)發(fā)利用主要是在礦區(qū)和周邊就地回收利用煤礦瓦斯，專業(yè)工業(yè)性規(guī)模開(kāi)發(fā)程度很低。 小型天然氣液化裝置在 煤層氣的開(kāi)發(fā)利用中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)， 只要 地面鉆采煤層氣 單井或集輸?shù)漠a(chǎn)量達(dá)到 2021(5000)Nm3/日及以上，即可建立小型天然氣液化裝置。 小型天然氣液化裝置在 煤層氣的 應(yīng)用流程： 煤層氣 — → 脫硫、脫水、脫 CO壓縮增壓 — → 深冷液化 — → 低溫貯存 — → LNG 我國(guó)陸上煙煤煤田和無(wú)煙煤煤田中（未包括褐煤煤田），在埋深 300～ 2021m 范圍內(nèi)煤層氣資源總量為 m3，世界位居第三，與 常規(guī)天然氣的 資源總量相當(dāng)。 在眾多的煤層氣含氣區(qū)，以晉陜蒙含氣區(qū)煤層氣資源量最大，為 m3，占全國(guó)煤層氣總資源量的 %；其次是北疆區(qū)，煤層 氣資源量為 萬(wàn)億 m3，占全國(guó)總量的 %；冀豫皖含氣區(qū)煤層氣資源量為 萬(wàn)億 m3，占全國(guó)總量的 %；云貴川渝含氣區(qū)煤層氣資源量為 m3，占全國(guó)總量的 %。 我國(guó)煤盆地后期改造劇烈、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤儲(chǔ)層 “ 三低一高 ” （ 即：低壓、低滲、低飽和、高含氣量）， 煤層氣以吸附狀態(tài)為主，生成并儲(chǔ)存在煤系地層中，雖然 單井日產(chǎn)量 無(wú)法與游離狀態(tài)的常規(guī)天然氣藏的高壓高產(chǎn)井相比，但具有埋藏淺、勘探開(kāi)發(fā)投資少、見(jiàn)效快、開(kāi)采持續(xù)周期長(zhǎng)和產(chǎn)量長(zhǎng)期穩(wěn)定等特點(diǎn)。 而且約 80%的資源分布在經(jīng)濟(jì)比 較發(fā)達(dá)的中東部地區(qū)，在地理分布上，與天然氣資源有很好的互補(bǔ)性，有明顯的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)， 具有不可估量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值 。 據(jù)專家測(cè)算，并經(jīng)近幾年實(shí)踐證明，我 國(guó)煤層氣埋藏深度一般在 1000米以內(nèi)，單井日產(chǎn)量可達(dá)幾千至幾萬(wàn)立方米，開(kāi)采周期可達(dá) 15～ 20 年，井網(wǎng)密度一般為每平方公里布置 4～ 6口鉆井。其投入產(chǎn)出效益比可達(dá) 1∶ 5 左右。 根據(jù)現(xiàn)有已掌握的 煤層氣 勘探開(kāi)發(fā) 技術(shù)及生產(chǎn)工藝，利用地面鉆采，就地液化，可以形成數(shù)倍于天然氣年產(chǎn)量的產(chǎn)能。 開(kāi)發(fā)和利用煤層氣可以現(xiàn)實(shí)、有效地彌補(bǔ)我國(guó)常規(guī)天然氣的不足。 （三） 煤礦 瓦斯 煤礦瓦斯是吸附在煤層中的一種非常規(guī)天然氣，又稱為煤層氣。 它是在煤的生成和煤的變質(zhì)過(guò)程中伴生的氣體。在成煤的過(guò)程中生成的瓦斯是古代植物在堆積成煤的初期，纖維素和有機(jī)質(zhì)經(jīng)厭氧菌的作用分解而成。另外，在高溫、高壓的環(huán)境中，在成煤的同時(shí)，由于物理和化學(xué)作用，繼續(xù)生成瓦斯。 煤礦瓦斯主要成分和天然氣一樣，均為甲烷 CH4，是一種非常潔凈、高效、優(yōu)質(zhì)、安全的能源 . 煤礦 瓦斯一般是指 抽放瓦斯、 礦井瓦斯、 風(fēng)排 瓦斯的總稱，其中： 抽放瓦斯：是 采取抽放措施，將富含于煤層 中的瓦斯抽放出來(lái)，這里專指采前 抽放的瓦斯， 因瓦斯氣體中未混入空氣，其 甲烷濃度 90%以上。 礦井瓦斯：是礦井中主要由煤層氣構(gòu)成的以甲烷為主的有害氣體。包括生產(chǎn)井、采動(dòng)區(qū)、采空區(qū)、報(bào)廢礦井的瓦斯，因瓦斯氣體中混入部分空氣，采取抽放措施其 甲烷濃度 2080%以上。 風(fēng)排 瓦斯： 煤礦開(kāi)采過(guò)程中放出的瓦斯，經(jīng)風(fēng)流排至地面大氣中。含有大量的空氣， 甲烷濃度較低。 我國(guó)煤礦多為井工開(kāi)采，瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重。 每年采煤排放的 瓦斯 在 130億立方米以上，采煤 抽放的瓦斯 85%以上直接排空。由于 礦井瓦斯的供應(yīng)量不穩(wěn)， 甲 烷濃度波動(dòng)大，產(chǎn)氣周期短，集輸規(guī)模小，目前煤 礦瓦斯的利用僅在礦區(qū)及周邊地區(qū)的就地消費(fèi)，利用率很低，開(kāi)發(fā)利用的 規(guī)模普遍偏小。 既給煤礦安全生產(chǎn)帶來(lái)了隱患和危害，同時(shí)又浪費(fèi)大量的優(yōu)質(zhì)資源。 小型天然氣液化裝置在煤 礦瓦斯的開(kāi)發(fā)利用中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在礦區(qū) /井口就地液化瓦斯，規(guī)?？纱罂尚?，遷建靈活， 液化后的 瓦斯是一種高純度的 液化天然氣 ，具有 貯存 、運(yùn)輸和使用 等多方面的優(yōu)勢(shì) 。 只要 在礦區(qū) /井口 抽放 或集輸?shù)?瓦斯 量達(dá)到 2021(5000)Nm3/日及以上，即可建立小型天然氣液化裝置。 小型天然氣液化裝置在 煤礦瓦斯的 應(yīng)用流程： 抽放瓦斯 — → 脫硫、脫水、脫 CO壓縮增壓 — → 深冷液化 — → 低溫貯存 — → LNG 礦井瓦斯 — → 脫硫、脫水、脫 CO濃縮、壓縮增壓 — → 深冷液化 — → 低溫貯存 — → LNG 我國(guó)是煤炭生產(chǎn)大國(guó)， 開(kāi)采的煤層大部分為石炭二疊紀(jì)煤層，瓦斯賦存十分豐富， 蘊(yùn)藏量巨大。 全國(guó)平均噸煤瓦斯含量為 28 立方米，噸煤瓦斯 涌出 量 10立方米以上的 高瓦斯礦井和煤與瓦斯突出礦井約占國(guó)有重點(diǎn)煤礦和地方國(guó)有煤礦的一半左右。根據(jù)目前煤炭的年產(chǎn)量和 采空區(qū)、報(bào)廢礦井的數(shù)量，我國(guó) 煤礦瓦斯的 年總資源量估計(jì)達(dá) 600900億立方米及以上。 充分開(kāi)發(fā)利用 煤礦瓦斯， 既可降低煤礦瓦斯災(zāi)害事故，又可變害為寶，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值，前景十分廣闊。 在采煤之前先采出煤層瓦斯，可以使煤礦生產(chǎn)中的瓦斯涌出量降低 70～ 85％，是解除瓦斯事故威脅、保障煤礦安全最為有效的措施。利用 地面鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯，是煤礦瓦斯開(kāi)發(fā)的重要技術(shù)手段，它可以擺脫煤礦開(kāi)采條件的限制，達(dá)到提前抽放瓦斯的目的。 現(xiàn)有大量 采空區(qū)、報(bào)廢礦井 蘊(yùn)藏著大量的煤礦瓦斯，可 為瓦斯開(kāi)發(fā)利用提供 豐富的 資源。 據(jù)有關(guān)專家估計(jì)： 采前利用 地面鉆孔 抽放的瓦斯， 年可利用的總資源量： 100200 億立方米； 采空區(qū)、報(bào)廢礦井 抽放的瓦斯， 年可利用的總資源量： 100200 億立方米。 （四） 水溶氣 水溶氣是指在一定條件下溶解于水中的天然氣。 包括低壓水溶氣和高壓地?zé)嵝退軞狻? 水溶氣 主要成分是甲烷（一般為 90%以上）和少量的二氧化碳（ CO2）、氮?dú)猓?N2）有時(shí)還有乙烷、丙烷等重 烴組分。 在 沉積 盆地的 地層水中 ，由于有 豐富的 生物成因的氣源、油氣 藏中分離 的氣體 、煤系地層中的游離氣 溶解于水中 形成水溶氣，資源非常豐富。 在高 壓力的地質(zhì)環(huán)境，良好的 儲(chǔ)層，足夠的地層水飽和度及良好的保存條件下， 水溶氣可富集形成水溶氣 藏 。 水溶氣是非常規(guī)天然氣的重要組成部分，具分布廣 ， 埋藏 淺，開(kāi)采易， 儲(chǔ)量大的特點(diǎn)。 目前， 水溶氣資源在我國(guó)已引起重視， 研究和開(kāi)發(fā)利用已有一定程度的進(jìn)展，在東部老油氣田區(qū)年產(chǎn)量已達(dá) 10 多億立方米。但 水溶氣相對(duì)于油 氣 藏來(lái)說(shuō)，單井日產(chǎn)量低， 富集成 藏規(guī)模小，一般只適合于小型分散開(kāi)發(fā)。采用 小型天然氣液化裝置，對(duì) 水溶氣和 地層水（或地?zé)幔┵Y源進(jìn)行大量分布式綜合開(kāi)發(fā)利用，是 水溶氣 開(kāi)發(fā)應(yīng)用最實(shí)用、綜合效益最佳的一種特色方案。 小型天然氣液化裝置在 水溶氣的 應(yīng)用流程： 地層水 →氣液分離→ 水溶氣 → 脫硫、脫水、脫 CO壓縮增壓 → 深冷液化 → 低溫貯存 → LNG 我國(guó)有各類沉積盆地超過(guò) 500 個(gè)，沉積巖面積達(dá) 670萬(wàn)平方公里，在 沉積圈內(nèi)地層水中，蘊(yùn)藏著非常巨大的 水溶氣資源，資源總量達(dá) ， 與 常規(guī)天然氣的 資源總量相當(dāng) 。在 含油氣盆地、含煤盆地及其他水文盆地的 地層水中 蘊(yùn)藏著大量可 開(kāi)發(fā)和利用 的 水溶氣資源 ，在高壓含油氣盆地中可能 形成 水溶氣藏。在勘查沉積盆地的 地層水、地?zé)岬倪^(guò)程中，均有 可能 發(fā)現(xiàn)水 溶氣藏。 開(kāi)發(fā)和利用 水溶氣將是接替 常規(guī)天然氣的一種新的資源。 （五）填埋氣 填埋氣是 垃圾填埋場(chǎng)內(nèi)的有機(jī)垃圾經(jīng)過(guò)厭氧分解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w（ 沼氣） ， 填埋氣的主要成份是甲烷和二氧化碳。其甲烷含量一般約 4565%，二氧化碳約 3545%，微量成份約 1%。 每噸垃圾在填埋場(chǎng)壽命期內(nèi)大約可產(chǎn)生 100～ 200m3的填埋氣。 填埋氣是一種可回收利用的再生能源，同時(shí)填埋氣又是污染性和爆炸危險(xiǎn)性氣體。 目前，我國(guó)的生活垃圾７０％為衛(wèi)生填埋處理。垃圾填埋場(chǎng)內(nèi)產(chǎn)生的大量 填埋氣，主要是直接排空或放空 燃燒，僅有個(gè)別的 垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行 收集、凈化、發(fā)電的試驗(yàn)。由于填埋氣收集、凈化、發(fā)電的設(shè)備投資大，運(yùn)行成本高，發(fā)電規(guī)模小，上網(wǎng)困難，要大面積的推廣應(yīng)用尚有一定的難度。 利用 小型天然氣液化裝置將 填埋氣收集、凈化后直接液化成高附加值的 液化天然氣、和副產(chǎn)品液態(tài) 二氧化碳（或干冰），是回收利用填埋氣一種有效、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的方法。 只要 垃圾填埋場(chǎng)吸納生活垃圾 30 噸 /日或 填埋氣集氣能力 3000Nm3/日， 即可建立 小型天然氣液化裝置，對(duì) 填埋氣進(jìn)行資源化回收利用 。 小型天然氣液化裝置在 填埋氣的 應(yīng) 用流程： 填埋氣 →物理分離→ 脫硫、脫水、脫 CO壓縮增壓 → 深冷液化 → 低溫貯存 → LNG 液化主要產(chǎn)品是 液化天然氣。 微量成份氣體和液化尾氣作為 裝置 動(dòng)力燃料燃燒。 若需要，增加部分設(shè)備可將凈化 脫 除的 CO2，分離出副產(chǎn)品 液態(tài) 二氧化碳（或干冰）。 我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，日常生活產(chǎn)生大量的 生活垃圾。據(jù)有關(guān)資料介紹，目前 城市生活垃圾年產(chǎn)量達(dá)到 億噸，相當(dāng)于中等發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。 21 世紀(jì)，中國(guó)城市數(shù)量將達(dá)到 800多個(gè)，小城鎮(zhèn) 2萬(wàn)余個(gè)，城鎮(zhèn)人口將從 35億增長(zhǎng)到 9 億， 圾填資源 量將高達(dá) 45 億噸。 全 國(guó)已有 500 座以上的大型垃圾填埋場(chǎng)、 3000座以上的中型垃圾填埋場(chǎng)和數(shù)萬(wàn)座小型垃圾填埋堆，垃圾填埋量的年增加率高達(dá) 8%~10%，因此垃圾填埋氣的資源化利用迫切、急需、有著廣闊的市場(chǎng)前景。 經(jīng)計(jì)算： 填埋氣現(xiàn)有年資源量約 200400 億立方米，遠(yuǎn)景 年資源量為 5001000億立方米。 填埋氣液化是從源頭上減污降害，實(shí)現(xiàn)高效利用的有效途徑。 （六）沼氣 沼氣是有機(jī)物在隔絕空氣和一定的溫度、濕度、酸堿度等的條件下，經(jīng)過(guò)沼氣細(xì)菌的作用產(chǎn)