煤層氣開(kāi)發(fā)與利用

1、煤層氣開(kāi)發(fā)與利用薛學(xué)良1（鄭州大學(xué)化工與能源學(xué)院，河南 鄭州450001 ）摘要：對(duì)煤層氣性質(zhì)、開(kāi)發(fā)與利用的意義、煤層氣重特大事故統(tǒng)計(jì)、資源分布情況、煤層氣利用技術(shù)及可行性、利用應(yīng)用 點(diǎn)等進(jìn)行分析和闡述。關(guān)鍵詞：煤層氣；開(kāi)發(fā)與利用引言煤礦瓦斯事故是煤礦安全生產(chǎn)的最大威脅之一。我國(guó)國(guó)有煤礦高瓦斯和瓦斯突出礦井占總礦井?dāng)?shù)的46% ,瓦斯事故頻繁，每年因瓦斯災(zāi)害造成的死亡人數(shù)達(dá)2000人以上。僅根據(jù)最近15年的統(tǒng)計(jì)，因瓦斯事故而死亡的人數(shù)約占煤炭行業(yè)工傷事故死亡人數(shù)的30-40% ,占重大事故的70-80% ,直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò) 500億元。瓦斯事故造成的人員傷亡和巨大經(jīng)濟(jì) 損失，在社會(huì)上形成很大負(fù)面

2、影響。另在市場(chǎng)熱點(diǎn)顯得難以為繼的背景下，七大戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)（節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、高端裝備制造、新能源、新材料和新能源汽車）無(wú)疑將成為新興奮點(diǎn)。窺全豹之一斑，有效的開(kāi)發(fā)利用煤層氣尤顯意義非凡。1）可從根本上防止煤礦瓦斯事故的發(fā)生、改善煤礦安全生產(chǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益。2）可變害為寶，把煤炭開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的煤層氣有效利用，在一定程度上改善我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，增加潔凈的氣體能源，彌補(bǔ)我國(guó)常規(guī)天然氣在地域分布和供給量上的不足。21世紀(jì)是煤層氣大發(fā)展的時(shí)代，煤層氣是我國(guó)常規(guī)天然氣最現(xiàn)實(shí)、可靠的替代能源。具有重大戰(zhàn)略意義。3）可避免因采煤造成煤層氣這種不可再生資源的浪費(fèi)，還在減少溫室氣體排放、改善大氣環(huán)境方面

3、具有非常重要意義。4）可帶動(dòng)運(yùn)輸、鋼鐵、水泥、化工、電力、生活服務(wù)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，增加就業(yè)機(jī)會(huì)，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。煤層氣是一種新興能源，在現(xiàn)如今低碳減排、節(jié)能減排的大潮中，煤層氣必將成為一個(gè)新的熱門研究方向，相對(duì)而言，煤層氣這一新興詞匯還不被大眾了解，我們的基本思路是：希望通過(guò)我們所了解的知識(shí)和資料，結(jié)合專業(yè)學(xué)科特色及教師 項(xiàng)目選題寫(xiě)一篇關(guān)于煤層氣的科技論文，讓大眾了解這一新興產(chǎn)業(yè)。弱水三千，我只取一瓢飲。專注，專一，只為更專業(yè)！作為準(zhǔn)化工人，我們?cè)附弑M全力參與致力于推廣煤炭綜合利用、高效轉(zhuǎn)化與潔凈生產(chǎn)等方面技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用中，使煤炭工業(yè)走高效、安全、環(huán)保、現(xiàn)代化的新型發(fā)展道路。1煤層氣相

4、關(guān)背景簡(jiǎn)介性質(zhì)煤層氣：俗稱“瓦斯”，賦存在煤層中以甲烷為主要成分、以吸附在煤基質(zhì)顆粒表面為主、部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中的燒類氣體，是煤的伴生礦產(chǎn)資源，屬非常規(guī)天然氣，1立方米純煤層氣的熱值相當(dāng)于1.13kg汽油、1.21kg標(biāo)準(zhǔn)煤，其熱值與天然氣相當(dāng)，可以與天然氣混輸混用，而且燃燒后很潔凈，幾乎不產(chǎn)生任何廢氣，是上好的工業(yè)、化工、發(fā)電和居民生活燃料。煤層氣空氣濃度達(dá)到5%-16%時(shí)，遇明火就會(huì)爆炸，這是煤礦瓦斯爆炸事故的根源。煤層氣直接排放到大氣中，其溫室效應(yīng)約為二氧化碳的21倍，對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞性極強(qiáng)。煤層氣或瓦斯的熱值跟甲烷 (CH4)含量有關(guān)，地面抽采的煤層氣甲烷(CH4)含量一

5、般大于 96.5% ,當(dāng)甲烷含量97.8%時(shí)，在0 C, 101.325kPa 下，高熱值：QH=38.9311MJ/Nm3( 約 9299 kcal/ Nm3)低熱值：QL=34.5964MJ/Nm3( 約 8263 kcal/ Nm3)井下抽采的煤層氣(瓦斯)目前一般將甲烷(CH4)含量調(diào)整到40.8%后利用，此時(shí)瓦斯的熱值為：(在0 C , 101.325kPa 下)低熱值：14.63MJ/m3( 約 3494 kcal/ Nm3)高熱值：16.24 MJ/m3( 約 3878 kcal/ Nm3)煤層氣重特大事故統(tǒng)計(jì)時(shí)期1981-1985年“六五”1996-1990年“七五”1991-

6、1990年“八五”1996-2000年“九五”總計(jì)全國(guó)煤礦重特大事故次數(shù)（起）10141283183224266555死亡人數(shù)（人）62527838120931708843271重特大瓦斯事故次數(shù)（起）479746120917974231死亡人數(shù)（人）3619520587021372954057瓦斯事故占全國(guó)事故比次數(shù)（%）47.2458.1465.9974.1661.3825死亡人數(shù)（）57.8966.4171.9680.3461.3825表-1煤層氣重特大事故統(tǒng)計(jì)煤礦百萬(wàn)噸死亡率（人煤礦百萬(wàn)噸死亡率（人年份/Mt )年份/Mt )20015.0720052.81120024.9422006

7、2.04120033.71120071.50120043.08120081.182表-2 2001年以來(lái)煤礦白方噸死亡率資源分布情況我國(guó)42個(gè)主要含氣盆地埋深2000m 以內(nèi)淺煤層氣地質(zhì)資源量36.81萬(wàn)億m 3 ,埋深1500米以內(nèi)潛煤層氣可采資源量10.90萬(wàn)億m3。煤層氣資源主要分布在東部、中部、西部及南方四個(gè)大區(qū)，地質(zhì)資源量分別占全國(guó)的 31%、28%和13% ;可采資源量分別占全國(guó)的 40%、18%、26%、16%。在三江穆棱河、淮南、淮北、沁水盆地、萍樂(lè)、鄂爾多斯盆地、川南黔北、六盤水、準(zhǔn)疇爾、吐哈和伊寧等1 1個(gè)含煤盆地（地區(qū)）的 2 0 0 0 m 內(nèi)的煤層氣資源量共計(jì)為 20

8、.56萬(wàn)億立方米，占全國(guó)資源總量的 9 0 %。其中又以沁水盆地、鄂爾多斯盆地為全國(guó)煤層氣資源量最大的地區(qū)，資源量分別為3.9萬(wàn)億立方米和9.8萬(wàn)億立方米，占全國(guó)資源總量的40 %,且均位于我國(guó)中東地區(qū)，這里人口密集，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，能源供需矛盾突出，因而具有優(yōu)越的下游市場(chǎng)條件。中國(guó)煤層氣排放在井下煤礦中，為了確保采礦安全，隨礦井通風(fēng)排出的煤層氣濃度極低，受目前技術(shù)的限制尚不能利用，只能排放到大氣中，在污染環(huán)境的同時(shí)也浪費(fèi)了煤層氣資源，煤層氣抽采分為井下抽采和地面抽采，抽采的煤層氣濃度較高，可用于民用燃?xì)夂桶l(fā)電。 但目前利用率較低， 大多直接排放，從下圖中可以看出，排放量從2000年的88億m3到2

9、007年的180m 3,中國(guó)煤層氣的排放量平均以每年13億m3的速度增加，造成資源的巨大浪費(fèi)。本外量放排氣層煤2000-2007年中國(guó)煤層氣排放量o O O 52 1o OO 5QH22H23SU24H2本外量放排氣層煤2000-2007年中國(guó)煤層氣排放量o O O 52 1o OO 5QH22H23SU24H25SU26SU27QU2中國(guó)煤層氣抽采抽采煤層氣為煤礦瓦斯治理的重要措施。即通過(guò)鉆孔方式，利用負(fù)壓抽取煤層中的瓦斯，通過(guò)管道輸送到地面并集中儲(chǔ)存、利用。從下圖中可以看出，2000年抽采煤層氣量為 8.67億m3, 2007年抽采量達(dá)到47億m3,接近2000年的6倍。之所以取得這樣的發(fā)

10、展，主要是政府重視煤礦安全工作，政府和煤炭企業(yè)投入大量資金用于煤層氣抽采系統(tǒng)、煤礦通風(fēng)系統(tǒng)等安全改造項(xiàng)目，極大促進(jìn)了煤層氣抽采量的增加。目前中國(guó)的煤層氣采量?jī)H次于美國(guó)，居世界第 2位。2000-2007年中國(guó)煤層氣抽采量。 。 o o O 5 4 3 2 12000-2007年中國(guó)煤層氣抽采量。 。 o o O 5 4 3 2 1煤層氣利用技術(shù)及可行性兩種煤層氣開(kāi)采方法的比較模式方法機(jī)理所需條件井下煤層氣抽采借助煤礦開(kāi)采工作面和巷道，通過(guò)煤當(dāng)煤層采動(dòng)以后，破壞了原巖石力學(xué)平衡，造成了煤層的卸壓，由于煤層氣以體在小范圍內(nèi)后足夠的煤層氣資源及使礦井卜抽采、采動(dòng)區(qū)抽采、廢棄礦井以上以物理吸附狀態(tài)存在

11、于煤層中,為J繼續(xù)保持平衡，煤層中的煤層氣涌出， 通過(guò)人工改造使其成為密閉系統(tǒng)，從而持續(xù)維持卸壓區(qū)域，這樣煤層氣將被源源/、斷 被抽出煤層氣得以釋放的煤層透氣性要大加小守力而不力，卜煤層氣資源地面鉆采煤層氣利用垂直或7E向鉆 井技術(shù)來(lái)開(kāi)采原始 儲(chǔ)層中的煤層氣資 源當(dāng)儲(chǔ)層壓力降低到臨界解吸壓力以下時(shí)，煤層氣體從煤基質(zhì)微孔隙內(nèi)表面解析出來(lái)由于煤層氣濃度差異而發(fā)生擴(kuò)散到煤的裂隙系統(tǒng)，最后以達(dá)西流形式留到井筒煤層氣要能降壓解吸我國(guó)煤層氣地質(zhì)研究始于 20世紀(jì)80年代，經(jīng)過(guò)近20年的地質(zhì)研究和勘探實(shí)踐，在煤層氣成因、儲(chǔ)層特性、成藏、區(qū)域展布規(guī)律、控氣地質(zhì)因素等方面均取得顯著進(jìn)展，初步形成了一套煤層氣富集

12、地質(zhì)理 論和選區(qū)評(píng)價(jià)技術(shù)，90年代初開(kāi)始研究煤層氣地面勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)，經(jīng)歷了十幾年來(lái)對(duì)國(guó)外技術(shù)設(shè)備的引進(jìn)、消化、吸收和發(fā)展，也取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。煤儲(chǔ)層評(píng)價(jià)技術(shù)應(yīng)用以乘積原則、加權(quán)平均原則、“木桶效應(yīng)”原則、類比原則和綜合評(píng)價(jià)原則為基本原則的煤儲(chǔ)層評(píng)價(jià)技術(shù)，分析煤體幾何特征、煤巖組成和煤質(zhì)特征、煤層氣解吸特征等。A.氣體分了曲外生裂隙運(yùn)移至井筒暗淡燃a水從外生會(huì)解產(chǎn)出光亮燃國(guó)圖因m獸暗淡媒耀皓層裂隙系統(tǒng)光亮煤割理系坑某質(zhì)單元孔隙索統(tǒng)且A.氣體分了曲外生裂隙運(yùn)移至井筒暗淡燃a水從外生會(huì)解產(chǎn)出光亮燃國(guó)圖因m獸暗淡媒耀皓層裂隙系統(tǒng)光亮煤割理系坑某質(zhì)單元孔隙索統(tǒng)且氣體分子由削理運(yùn)移至外上裂捌 C,氣慘分

13、了由基質(zhì)孔隙去囪解吸片 b.，體分子由第理表面*蚊獷Hr到割理端割理c氣體向子曲茶做孔隰表前解驗(yàn)B彳碎分子的計(jì)生費(fèi)陽(yáng).苴接運(yùn)移到井博Lb中體分子由外生裂隙哀面解刑C,飛體分子由基質(zhì)孔隙起而解吸并擴(kuò)敝到外生軸網(wǎng)u氣體分f由基展扎障代曲解吸暗法媒外生裂隙系統(tǒng)基隨睢元孔隙系統(tǒng)煤層氣儲(chǔ)層幾何模型儲(chǔ)層模擬技術(shù)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的煤層氣儲(chǔ)層模擬技術(shù)，對(duì)完井方法和開(kāi)采方式進(jìn)行生產(chǎn)擬合和儲(chǔ)層參數(shù)敏感性分析，預(yù)測(cè)各項(xiàng)開(kāi)采指標(biāo)；引進(jìn)國(guó)外COALGAS儲(chǔ)層產(chǎn)量歷史模擬軟件， 對(duì)開(kāi)采中氣、水產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測(cè)，確定合 理井距、井網(wǎng)幾何形態(tài)和最佳開(kāi)采方案。鉆井技術(shù)引進(jìn)煤層氣空氣（泡沫）鉆井和定向羽狀水平井技術(shù)，并進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)試。羽

14、狀分支水平井是指在一個(gè)主水平井眼兩側(cè)鉆出多個(gè)分支井眼作為泄氣通道，分支井筒能夠穿越更多的煤層割理裂縫系統(tǒng)，最大限度地溝通裂縫通道，增加泄氣面積和氣流的滲透率，使更多的甲烷氣進(jìn)入主流道，提高單井產(chǎn)氣量。1煤層氣羽狀水平井完井方法對(duì)于煤層氣定向羽狀分支水平井的完井方式，工藝較簡(jiǎn)單，主要采用裸眼完成，直接投產(chǎn)。2井身結(jié)構(gòu)煤層氣需要通過(guò)排水降壓解吸附才能產(chǎn)出，因此，定向羽狀水平井井身結(jié)構(gòu)必須考慮排水采氣。參考美國(guó)已成功完成的定向羽狀水平井鉆井方案，結(jié)合我國(guó)煤層特點(diǎn)提出如下兩井身結(jié)構(gòu)方案。方案一，需要另鉆直井抽排水。215.9mm 井眼在目的煤層頂部下入177.8mm 技術(shù)套管并注水泥固井；用152.4

15、mm 鉆頭小曲率半徑造斜進(jìn)入煤層，并在煤層中鉆 5001000m 長(zhǎng)的主水平井眼兩側(cè)不同位置交替?zhèn)茹@出46個(gè)水平分支井眼。 單個(gè)水平分支井眼長(zhǎng) 300600m ,與主水平井眼成 45夾角，全部采用裸眼完井。最后，在距水平井井口約100m 且與主水平井眼在一剖面上設(shè)計(jì)1 口垂直井，并與主水平井眼在煤層內(nèi)貫通（可采用造洞穴或壓裂溝通），下人篩管，保持井眼打開(kāi)，用于排水降壓采氣（見(jiàn)圖1）。方案二，主水平井內(nèi)下人電潛泵直接抽排水采氣。為保證電潛泵的順利下人，215.9mm 井眼采用中曲率半徑進(jìn)入煤層，177.8mm技術(shù)套管下到煤層部位，分支井眼同方案一。3水平分支井眼剖面設(shè)計(jì)井眼軌跡設(shè)計(jì)堅(jiān)持以最光滑、

16、最短為原則。首先考慮分支井筒所處的煤層特性，根據(jù)煤層性質(zhì)、地應(yīng)力分布狀態(tài)和最大主應(yīng)力方向、煤藏單元的幾何形狀和甲烷的流動(dòng)控制要求等因素來(lái)確定井眼軌跡的設(shè)計(jì)，使 主水平井眼沿最小應(yīng)力方向鉆進(jìn)，鉆井復(fù)雜情況最少并且鉆進(jìn)速度快，可獲得較大的水平位移。主水平井眼采用中、小曲率半徑和“直一增一增一穩(wěn)（水平段）”的連增復(fù)合型剖面，井眼軌跡圓滑、摩 阻和扭矩小，造斜點(diǎn)選在煤層頂部砂巖上。分支井眼采用中曲率半徑和“增一穩(wěn)”剖面，與主水平井眼呈 45夾角。煤層氣定向羽狀水平井示意圖完井技術(shù)引進(jìn)了裸眼洞穴完井技術(shù)，以提高煤層氣產(chǎn)量，減小風(fēng)險(xiǎn)，但有待進(jìn)一步深入研究。儲(chǔ)層選擇該技術(shù)使用的前提條件煤級(jí)在高揮發(fā)分煙煤A以

17、上，埋深為600-1000米，儲(chǔ)層壓力較高,煤儲(chǔ)層本身具備發(fā)育完好的自然裂隙系統(tǒng)，滲透性好等。鉆孔結(jié)構(gòu)裸眼洞穴完井常用的鉆井結(jié)構(gòu)有以下4種，見(jiàn)下圖造穴后不下套管，適用于穩(wěn)定性好的煤儲(chǔ)層；造穴后下入套管，適用于穩(wěn)定性較差的煤儲(chǔ)層；側(cè)孔造穴，在已有的鉆孔中造斜，形成一個(gè)側(cè)孔，在鉆孔中完井，這不僅可以降低成本， 還可以減少辦理各種證件的手續(xù)和稅收；造穴失敗，改用水力壓裂強(qiáng)化工藝。完井程序目前常用的裸眼洞穴完井程序有三種：注入空氣或空氣與水的混合物-卸壓-循環(huán)排出破碎的顆粒；欠平衡循環(huán)-自然塌落；自然升壓-降壓。以上三種操作均可使煤儲(chǔ)層得到強(qiáng)化。裸眼洞穴完井鉆孔結(jié)構(gòu)鉆井取心技術(shù)研制出煤層半合式取心和大

18、通徑繩索式全封閉快速取心技術(shù)，準(zhǔn)確求取煤層含氣量、提高煤層取心 收獲率。試井技術(shù)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的注入/壓降試井技術(shù)（高壓低排量注入泵），建立了適用于不同試驗(yàn)區(qū)的測(cè)試工藝技 術(shù)，已形成較為成熟的試井技術(shù)規(guī)范。壓裂技術(shù)主要采用清水加砂壓裂和瓜膠壓裂。水力壓裂改造技術(shù)通過(guò)水力壓裂使煤層內(nèi)部出現(xiàn)眾多且延伸很遠(yuǎn)的裂隙，在井中抽氣時(shí)井孔周圍出現(xiàn)大面積的壓力下降，使煤層產(chǎn)生氣體解吸的表面積增大，保證煤層氣迅速并相對(duì)持久的泄放。評(píng)價(jià)技術(shù)研制出煤層氣測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)，對(duì)含氣量、封蓋層、工業(yè)分析、巖石力學(xué)等參數(shù)進(jìn)行定量解釋。監(jiān)測(cè)技術(shù)大地電位法煤層壓裂裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)煤層壓裂裂縫延伸方位和長(zhǎng)度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)直接動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和定量解

19、釋；其基本原理是通過(guò)導(dǎo)線向被測(cè)試的層位供以高壓電流，這樣就在儲(chǔ)層中形成了一個(gè)人工電場(chǎng)， 在供電極以外的任一點(diǎn)觀測(cè)電場(chǎng)的電位，由于場(chǎng)源的幾何形態(tài)不同，所產(chǎn)生的電位也不同，地質(zhì)介質(zhì)的電 阻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于壓裂液，因此可將壓裂液視為良好導(dǎo)體。向儲(chǔ)層供電時(shí)可將壓裂液視為一個(gè)場(chǎng)源。在地面煤 層氣井周圍環(huán)形布置一系列測(cè)量電極，記錄壓裂施工前后電位的變化，獲得壓裂前后電位梯度差值，通過(guò) 一定數(shù)據(jù)處理可達(dá)到確定裂縫方向和長(zhǎng)度的目的。采用井間地震聲波層析成像技術(shù)，描述聲波穿過(guò)剖面內(nèi)煤層物性的變化特點(diǎn)，檢測(cè)和評(píng)價(jià)壓裂 后的井間連通情況。增產(chǎn)技術(shù)通常采用射孔壓裂增產(chǎn)技術(shù)，又引進(jìn)了注氣增產(chǎn)法，提高煤層氣產(chǎn)量，目前正在試驗(yàn)階

20、段。儲(chǔ)運(yùn)與集輸技術(shù)“西氣東輸”工程的實(shí)施，解決了煤層氣的集氣與儲(chǔ)氣的管網(wǎng)建設(shè)問(wèn)題。煤層氣凈化技術(shù)井下抽采的煤層氣，甲烷含量通常被稀釋到10%-40%,這種低含量煤層氣一般不能用于民用或工業(yè)原料，只有通過(guò)分離提純才能實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)、方便的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。目前，有幾種商業(yè)上可獲得的用來(lái)除去煤層氣主要污染物（N2、02、CO2和水蒸氣）的技術(shù)，一些技術(shù)還處于試驗(yàn)階段。煤層氣精華技術(shù)主要有脫氮技術(shù)及氧、二氧化碳和水蒸氣脫除技術(shù)。氮是技術(shù)上最困難且費(fèi)用最高的污染物，目前脫氮裝置技術(shù)主要有深冷技術(shù)、變壓吸附技術(shù)、溶劑吸收技術(shù)、分子門技術(shù)、膜分離技術(shù) 和變溫吸附技術(shù)六種；脫氧是脫氮之外最有挑戰(zhàn)性和費(fèi)用最大的過(guò)程

21、，主要的脫氧技術(shù)有催化法和 非催化法（焦炭燃燒法）等；脫二氧化碳技術(shù)包括胺裝置、膜技術(shù)和選擇性吸附等幾種可獲得的工 業(yè)化技術(shù)，其中胺裝置僅能承受原料氣中少量的氧，因此胺裝置必須位于脫氧裝置的下游，脫水是 整個(gè)煤層氣濃縮系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最簡(jiǎn)單的部分，分子刷脫水時(shí)一種高效可靠且操作費(fèi)用低的技術(shù)。煤層氣利用應(yīng)用點(diǎn)民用由于瓦斯的燃燒熱值高，而且瓦斯不含煤炭干儲(chǔ)物質(zhì)，不需凈化裝置進(jìn)行處理，不腐蝕、不堵塞輸氣設(shè)備和管道，因此是極好的民用燃?xì)??？晒┚膊膳?、供樓房采暖制冷、供職工洗澡水、向大棚供熱與碳源、經(jīng)壓縮后可由天然氣管道系 統(tǒng)輸送，用于居民日常生活。發(fā)電及熱電聯(lián)產(chǎn)建設(shè)使用煤層氣為原料的燃?xì)廨啓C(jī)電廠，燃?xì)廨啓C(jī)

22、維護(hù)更經(jīng)濟(jì)，而且有更多的廢熱供熱電聯(lián)產(chǎn)。熱 電聯(lián)產(chǎn)裝置可以利用來(lái)自內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)的廢熱產(chǎn)生熱空氣供熱，亦可生產(chǎn)蒸汽或熱 水供加熱或者工業(yè)使用，或者去驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)。工業(yè)燃料利用高濃度瓦斯氣代替汽油作為汽車燃料，儲(chǔ)氣量較大，100km消耗量約30.82m 3,其費(fèi)用大大低于汽油費(fèi)用。一般鍋爐消耗純甲醇量為35250L/S 。鍋爐的熱水和蒸汽可供建筑物取暖、冬季加熱井口風(fēng)流、浴室及生活用。用礦井瓦斯作為燃料的鍋爐，便于管理，易于自動(dòng)化，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少空氣污染，對(duì)城區(qū)環(huán)境的改善最為明顯。煤層氣合成油(GTL)由合成氣、費(fèi)一托合成合產(chǎn)品精制三部分。通過(guò)費(fèi)一托法工藝將煤層氣合成轉(zhuǎn)化成

23、含硫量小于、芳香煌小于1% (體積分?jǐn)?shù))、十六烷值大于70的柴油燃料。化工原料煤層氣中的甲烷濃度很高，可與天然氣混輸，用于制造化工產(chǎn)品，如生產(chǎn)合成氨、甲醛、甲胺、尿素和碳黑、甲醇、甲基叔丁醛DME等。甲烷在高溫下燃燒分解后可生產(chǎn)粉狀碳顆粒，這就是炭黑。它是橡膠、涂料等工業(yè)不可缺少的填加劑。甲烷濃度在 40%90%時(shí)均可燒制炭黑。一般每立方米純甲醇可生產(chǎn)炭黑120150g 。甲烷經(jīng)過(guò)氧化后，可制取甲醛，其反應(yīng)式如下：CH4+O 2-CH2O+H 2O+282.6KJ甲醛是甲烷氧化過(guò)程的中間產(chǎn)物，極不穩(wěn)定，生產(chǎn)甲醛所需要的甲烷濃度不高，一般約28%35%的瓦斯4800 m 3即可生產(chǎn)甲醛1t。甲醛

24、是有機(jī)合成制品的基本原料，廣泛應(yīng)用于樹(shù)脂、纖維、醫(yī)藥等工業(yè)。甲醇用途廣泛，不僅是重要的化工原料，又是廉價(jià)的汽車燃料，“中國(guó)一號(hào)”甲醇汽車被譽(yù)為“綠色汽車工程”，是我國(guó)汽車工業(yè)的一次革命。另外，甲醇可制成甲醇電池，應(yīng)用于其他基礎(chǔ)行業(yè)。DME是一種用途廣泛的合成燃料，比如作為抗爆劑，氣霧劑等。驅(qū)動(dòng)燃料電池類似普通電池但又有區(qū)別不會(huì)失效或需要重新充電。只要有燃料它即可產(chǎn)生電力。由于燃料在燃料電池中并不燃燒，所以不產(chǎn)生像化石燃料燃燒通常排放的污染物。燃料電池安靜，高效而且沒(méi)有污染。此外，用煤層氣燃料電池驅(qū)動(dòng)的電力裝置可避免使用氫氣所需要的額外的設(shè)施。煤層氣液化煤層氣液化是指將其中的甲烷等可燃性氣體從瓦

25、斯中分離出來(lái)，并生產(chǎn)出液化煤層氣。提純的煤層氣液化后，體積將縮小600倍，甲烷濃度將從35%-50%提高到99.8%。體積的減小大大降低了運(yùn)輸成本，使用LNG （液化天然氣）運(yùn)輸車運(yùn)送，可以隨氣源和用戶的改變而改變運(yùn)輸路線，甚至可以作為現(xiàn)有天然氣管道調(diào)峰資源來(lái)使用。 經(jīng)初步經(jīng)濟(jì)估算，年產(chǎn)量為2萬(wàn)t液化煤層氣時(shí)，年消耗約2650萬(wàn)m 3純瓦斯, 投資為9000萬(wàn)元。按專家推算，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化后，化天然氣產(chǎn)品的出廠成本為1.5元/ m3,而目前中國(guó)各大城市民用天然氣價(jià)格大多在2元/ m 3以上，效益比較客觀。煤層氣氧化技術(shù)裝置從原理上分為 2種；逆流式煤層氣熱氧化裝置和逆流式煤層氣催化氧化裝置。熱氧化裝置以麥克泰克（MEGTEC）公司的VOCSIDIZER技術(shù)最為典型，