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煤层气及页岩气
煤层气及页岩气
 
煤层气做为能源

煤层气是有机物质在经过地球化学的转换成为煤矿(碳化)时所产生的气体. 这些气体吸附在煤矿的内面或者邻近的石头中, 因此可以从煤矿裂缝的缝隙, 断层以及细孔中提取. 全球有许多一定等级的煤矿其煤层的位置与渗透性具备开采瓦斯的可用性.

煤矿的除气处理

由于煤层气与空气混合具有爆炸的危险性, 所以一直是开采矿坑在安全上的问题, 如果通风系统无法有效防止这样的风险, 矿坑就必须经过除气处理来确保工作人员的安全. 可以在前期, 或当中, 甚至是开矿后安装不同形式的瓦斯抽取系统来解决这项问题, 用以增加安全的标准, 使用抽取的煤层气做为能源也有助于降低温室气体的排放, 尤其适合大量开采煤矿的地区及国家, 如果没有抽取及利用, 这些充满甲烷的煤层气只能透过排风扇排放到大气中.

三种不同的煤层气

依据抽取的时间和方式, 可分做三种不同形式的煤层气:

- 未经开采的煤矿中的煤层气(CBM)

来自于未经开采的煤床, CBM中甲烷含量超过90%, 可从煤矿中的一些部位独立开采, 这种煤层气的成分通常很稳定, 也就是说可以直接输送到天然气管网或燃气内燃机中.

- 开采状态的煤矿中的煤层气(CMM)

CMM是在煤矿开采的过程中释放出的甲烷和空气的混合气体, 出于安全原因, 必须排出. CMM通常含有5%至15%体积含量的氧气, 甲烷含量为25%至60%. 但是甲烷/空气的比力可能会突然变化, 所以此种煤层气在燃气内燃机中的应用状态较为复杂.

- 弃矿中散发出的煤层气(AMM)

即使煤矿已经关闭, 煤层气还会不断逸出. 弃井中的煤层气一般不含氧气, 但含有3~20%的二氧化碳, 其成分变化与CMM相较比较缓慢, 这种煤层气甲烷含量范围为40%至80%.



颜巴赫的理念

大部分的煤矿都有开发煤层气的潜力, 即使是废弃的煤矿也能产生煤层气, 都可应用于燃气内燃机生产电力及制热. 由于CMM的气体成分变动较大, 所以燃气内燃机在设计也需要考虑更多, GE开发的特殊燃气混合与内燃机控制系统能够有效应用这类型的煤层气, 可允许25%的最低甲烷浓度. 颜巴赫燃气内燃机的设计可在高湿度, 灰尘及高海拔的环境使用低压燃气全载运行, 所生产的电力可满足开矿的电力需求, 也可输出至公共电网, 产生的热能可用于现场加热的需求或输出至区域供热系统.

优点

- 可使用甲烷成分及压力波动的燃气, 并能确保稳定运行
- 电效率高达43%, 结合发电与制热的总效率高达90%
- 每千瓦最小占地需求及重量
- 可视需提供燃气调节及基础设计
- 符合UNFCCC规范的整合式甲烷测量装置
- 功能扩充的控制盘与远程监控
- 可提供长期服务合约
- 将有害气体转化为能源
- 安装瓦斯抽取系统, 提供工作人员安全性
- 降低甲烷等温室气体排放的碳收益或可再生能源补助及税率

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