1 引言 煤层气，俗名瓦斯，甲烷在煤炭形成的过(2)
2013-06-30 01:00
导读：煤层气中主要成分与天然气接近，但常有含量不同的氮、氧等组分。目前有低温分离和吸附分离等技术用于解决这些问题。 （１）低温分离 西南化工研究
煤层气中主要成分与天然气接近，但常有含量不同的氮、氧等组分。目前有低温分离和吸附分离等技术用于解决这些问题。
（１）低温分离
西南化工研究设计院自20 世纪60 年代就进行了低温分离提纯气体的研究。该设计院的陶鹏万等人介绍了一种采用低温法分离煤层气（CMM）的工艺流程, 对于含甲烷45%以上的煤层气，可将甲烷浓度提高到95%～99%，低温装置的甲烷回收率可达95%～99%。该流程的缺点是增加了一个辅助系统增加了投资,增加了循环压缩机的功耗[17]。
2007 年，邯郸制氧机厂与中科院合作研制的“含氧煤层气分离液化工业装置”试验成功, 填补了我国煤层气在低温和低压条件下分离高纯度甲烷的空白。其分离出的甲烷浓度在99%以上。由于该装置的分离过程是在低温、低压下进行, 因而大大减低了燃烧和爆炸的几率, 安全性能比较好[18]。
（２）吸附分离
吸附分离一般包括变压吸附、膜分离等技术[19,20]。祝家新等研究了采用吸附法对含氮煤层气先进行分离再液化的处理工艺[21]，但是吸附法所能得到的纯度低于低温分离（低温精馏）的方法。章川泉介绍了用吸附的方法脱除煤层气中的二氧化碳等杂质组分，并未就液化进行深入研究[22]。A.Olajossy 等人讨论了变压吸附法分离煤层气中的其它组分[23]。
4 煤层气液化的安全问题探讨
煤层气液化过程的安全性是其中最为重要的问题之一，因而对煤层气安全性的研究就显得尤为重要。目前有两种对液化过程的安全性进行评价的方法，分别是爆炸极限分析法和爆炸三角形分析法。
4.1 爆炸极限分析方法
中山大学的余国保等人对煤层气液化全流程爆炸极限分析做了综述[24]：文章通过对一种撬装型液化系统的液化流程中各部分进行爆炸极限分析（其中包括复杂的变温变组分煤层气爆炸极限）发现：对于某一液化压力，存在对应的最低安全液化温度，只有高于该极限温度，煤层气才能安全液化；随着压力的升高，该极限温度亦升高；由于采用液环真空泵作为压缩设备，提高了系统安全行，也增加了设备的产能；存在一个最佳压力使得煤层气液化量最大的同时，使得甲烷浓度始终处于爆炸极限范围外。
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4.2 爆炸三角形分析方法
中国科学院理化技术研究所的吴剑峰等人针对低温液化分离提纯含氧煤层气流程中的安全问题，结合低温液化分离流程特点，利用爆炸三角形理论，提出了控制最低尾气出口温度、添加阻燃成分和预粗脱氧3 种防止爆炸的技术手段的详细实现方法[25]。
5 结语
目前对煤层气液化的研究工作很多，涉及液化、分离以及安全等方面，并取得了很多成果。我国煤层气产业正蓬勃发展，对煤层气液化技术的研发有助于解决煤层气产品运输的问题，进一步推动煤层气的开发利用。
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参考文献
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