液化煤層氣

原料煤層氣經過壓縮、預處理(主要為去除水分、二氧化碳、硫化氫、汞等)、再經低溫換熱後(終溫-162℃),變成液態的煤層氣,稱為液化煤層氣,簡稱LCPM。目前的煤層氣液化工廠每生產1立方米液化煤層氣約需要消耗電力1.12度~1.5度,以及少量的水。現代化的煤層氣液化工廠基本上實現了自動化生產.煤層氣液化的單位成本估計為0.6~0.7元/立方米左右。這些數據與1999年中原油田的液化廠相比,單位投資下降了60%以上,運行成本降低了20%~30%。

原料煤層氣經過壓縮、預處理(主要為去除水分、二氧化碳、硫化氫、汞等)、再經低溫換熱後(終溫-162℃),變成液態的煤層氣,稱為液化煤層氣,簡稱LCPM。LCPM工藝比通常的LNG工藝相對簡單,因煤層氣中幾乎不含氫、汞和重輕。
低溫液化工藝技術:
(1) 級聯式(或階式)流程;
(2) 膨脹製冷流程;
(3) 混合(製冷劑)製冷流程。
三種流程中,國際上套用最多的是混合製冷流程,而混合流程又派生多種分支,套用最多的是C3/MRC,即帶丙烷予冷的混合製冷流程。據2000年統計資料用C3/MRC流程生產LNG占總產量約90%。說明C3/MRC流程具有較大優勢,一是投資較低,其次是生產成本亦較低。
LCPM產品組分
組分 甲烷 合計
體積% 99.76 0.24 100

LCPM的物化特性:
無毒、無氣味,但它是一種窒息劑。氧氣通常占空氣體積的20.9%。大氣中的氧氣含量低於18%時,會引起窒息。在空氣中含高濃度天然氣時由於缺氧會產生噁心和頭暈,然而一旦從暴露環境中撤離,則症狀會很快消失。
液化煤層氣是低溫流體燃料,在泄露時,可以迅速的吸熱汽化。這時,一是可以有效地降低泄露點周圍的溫度,使其不宜燃燒,二是可以吸收周圍空氣中的水分,迅速結冰,阻礙燃燒。而且汽化了的煤層氣由於質量比空氣還要輕,會迅速在空氣中逸散。所以LCPM燃料相對其他烴類燃料,更為安全。但是,泄露的LCPM燃料如果飛濺在皮膚、眼睛上,那是很危險的。低溫灼傷比燙傷還難癒合。
液體密度(0.1MPa、110k):424.8Kg/m
氣化量(0.1MPa、110k):591Nm/m或1391Nm/t。
氣化後燃點650℃,爆炸極限4.7%~15%
液化煤層氣的優點:
(1) 煤層氣液化後便於進行經濟可靠的運輸。用專門的LCPM槽車、輪船、進行長距離運輸到銷售地,它比管道輸氣和壓縮煤層氣(CCPM)運輸可節省大量投資及大幅度運輸成本,而且方便可靠,風險小,適應性強。
(2)儲存效率高、占地少、投資省。據有關資料統計,建成1MPa的6座l000m的煤層氣球罐的投資,要比建成1座儲氣量相當的0.5MPa的100mLCPM儲罐的投資高出80倍之多。
(3)有利於城市負荷的平衡調節。一些城市燃氣化以後,由於民用氣量冬用多、夏用少,或者因用氣的化工廠檢修或者天然氣廠本身進行技術改造,甚至是輸氣管網出故障等,都會造成定期或不定期的供氣的不平衡,而建設LCPM儲罐就能起到削峰填谷的作用。它比地面高壓儲氣罐和地下儲氣庫建設節省土地、資金、工期,而且方便、靈活,不受地質條件限制。
(4)生產過程中釋放出的冷量可回收利用。例如可將LCPM汽化時產生的冷量,用作冷藏、冷凍、低溫粉碎等。因此,有的調峰裝置就和冷凍廠進行聯合建設。按目前LCPM生產的工藝技術水平,可將LCPM液化生產所耗能量的50%加以回收利用。
(5) LCPM可作為優質的車用燃料。與汽車燒汽油相比,它具有辛烷值高、抗爆性好、燃燒完全、排氣污染少、發動機壽命長、降低運輸成本等優點;即使與壓縮天然氣(CNG)汽車相比,它也具有儲存效率高、加一次氣續行程遠,目前一般為500㎞以上,車裝鋼瓶壓力小、重量輕、數量小;建站不受供氣管網限制等。
(6)生產使用比較安全。LCPM的燃點650℃,比汽油高230多度;LCPM爆炸極限4.7%~15%,汽油為1%~5%,高出2.5~4.7倍;LCPM密度為0.47左右,汽油為O.7左右;它與空氣相比更輕,所以稍有泄漏立即飛散並迅速吸熱,不致引起自燃爆炸。
(7)有利於環境保護,減少城市污染。目前我國城市污染源主要來自大量燒煤和車輛排放的尾氣所造成的。若汽車改燒LCPM,其有害物大為減少。它與汽油車相比: CH減少72%;NOx減少39%;CO減少24%;SO2減少90%以上。

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