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煤层气

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        煤层气,是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体,是煤的伴生矿产资源,属非常规天然气,是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。俗称“瓦斯”,热值是通用煤的2-5倍,1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤,其热值与天然气相当,可以与天然气混输混用,而且燃烧后很洁净,几乎不产生任何废气,是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。煤层气空气浓度达到5%-16%时,遇明火就会爆炸,这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。煤层气直接排放到大气中,其温室效应约为二氧化碳的21倍,对生态环境破坏性极强。在采煤之前如果先开采煤层气,煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。煤层气的开发利用具有一举多得的功效:洁净能源,商业化能产生巨大的经济效益。为国家战略资源。

    煤炭源于陆生高等植物,煤的原始有机物质主要是碳水化合物、木质素,成煤作用由泥炭化和煤化作用2个阶段完成。由植物-泥炭-褐煤-烟煤-无烟煤,是经过未成岩-成岩-变质作用-泥炭化-煤化的全过程。 泥炭化阶段(成岩期前),有机质在低温(<50℃) 和近地表氧化环境中,由于细菌的作用,生成少量甲烷及二氧化碳,呈水溶状态或游离状态而散失。 褐煤阶段已经进入成岩阶段,属煤化作用的未变质阶段。此期是干酪根的未成熟期,地温在50℃左右,镜质体反射率Ro≈0.5%,有机质热降解作用已经开始并且逐步加深,生物化学作用逐步减弱,主要生成甲烷及其他挥发物。 烟煤阶段的长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤属煤化作用的低-中变质阶段, Ro为0.5%~2.0%。此期是干酪根的成熟期,已经进入生油门限,沉积物埋深达到1000~4 500m ,地温达50~150℃,有机质经过热降解,有重烃、轻烃、甲烷及其他挥发物产出。 煤化作用的后期是高变质阶段,一般将贫煤与无烟煤划在这一阶段, Ro>2.0%,此期是干酪根过成熟期,地温>150℃,埋深>4500m,热降解产物主要是甲烷。

        煤层气可以用作民用燃料、工业燃料、发电燃料、汽车燃料和重要的化工原料,用途非常广泛。每标准立方煤层气大约相当于9.5度电、3 m3水煤气、1L柴油、接近0.8kg液化石油气、1.1-1.2L汽油,另外,煤层气燃烧后几乎没有污染物,因此它是相当便宜的清洁型能源。在一定的空间范围内,煤层气比空气轻,其密度是空气的0.55倍,稍有泄漏会向上扩散,只要保持室内空气流通,即可避免爆炸和火灾。而煤气、液化石油气密度是空气的1.5—2.0倍,泄漏后会向下沉积,所以危险性要比煤层气要大的多。煤层气爆炸范围为5—15%,水煤气爆炸范围6.2—74.4%,因此,煤层气相对于水煤气不易爆炸,煤层气不含CO,在使用过程中不会象水煤气那样发生中毒现象。



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