邱林軍

摘 要：天然氣作為一種寶貴的清潔能源，在能源結(jié)構(gòu)中有著重要的地位。該文分析了低壓天然氣回收的必要性，探究低壓天然氣的回收，做好有效的節(jié)能環(huán)保。

關(guān)鍵詞：低壓天然氣；回收再利用；節(jié)能環(huán)保；有效措施

中圖分類號：TE624 文獻標(biāo)志碼：A

在油氣開采的過程中，由于地層壓力逐漸遞減，開采的難度比較大，低壓天然氣無法進入相應(yīng)的輸送管道，需要對天然氣采取放空措施，造成天然氣資源的浪費，同時給環(huán)境帶來污染。為了有效緩解矛盾，解決這一問題，應(yīng)當(dāng)做好低壓天然氣的回收利用，對其采取增加技術(shù)，保證天然氣的有效回收再利用，減少天然氣對環(huán)境的污染。

1 低壓天然氣回收利用的必要性

通過低壓天然氣進行回收利用，能夠有效創(chuàng)建節(jié)約型企業(yè)。根據(jù)相應(yīng)的統(tǒng)計，我國每年有超過10億m3放空天然氣，因此，加強放空天然氣的回收有利于節(jié)約型企業(yè)的構(gòu)建，實現(xiàn)節(jié)能工程的有效措施。有效減少大氣污染，滿足環(huán)境保護需求。甲烷是地球變暖的主要氣體，其導(dǎo)致大氣中對流層中臭氧的增加，使同溫層的臭氧受到破壞。對放空天然氣進行回收和利用，減少空氣中的溫室氣體，有效改善大氣環(huán)境，改善人們的生活質(zhì)量，完成節(jié)能減排的目標(biāo)，實現(xiàn)環(huán)境友好型社會的構(gòu)建。開展放空天然氣的回收，符合國家相關(guān)的政策，能夠有效緩解能源緊張的局面，為節(jié)能減排事業(yè)做出相應(yīng)的貢獻。

2 低壓天然氣的回收再利用技術(shù)

2.1 壓縮天然氣技術(shù)

CNG技術(shù)是通過壓縮機將經(jīng)過脫水的天然氣采取壓縮處理，存儲到相應(yīng)的CNG拖車中進行利用，之后運輸?shù)匠鞘懈鱾€加氣站，將高壓天然氣氣壓降級到1.6 MPa，進入存儲罐，或者通過進一步降壓進入相應(yīng)的城市管道網(wǎng)絡(luò)中。針對天然氣處理站場或者油田中的放空天然氣，可以將其進行壓縮到相應(yīng)的壓力之后，進入下游的天然氣管網(wǎng)，有效節(jié)約天然氣資源。在放空天然氣資源中，采取CNG技術(shù)進行回收主要有以下幾點優(yōu)點：CNG技術(shù)的設(shè)備比較簡單，技術(shù)相對比較成熟，具有比較高的收益，使用不同排量的壓縮機，制作移動式的撬裝設(shè)備，可以對比較大的范圍開展天然氣的回收。設(shè)備更加容易搬遷，可以在一些管道無法輻射到的邊緣井站使用，非常安全便捷。設(shè)備大多數(shù)是國產(chǎn)的，其成本比較地。同時此項技術(shù)具有其不足之處，CNG技術(shù)壓縮機的排量比較小，單機處理燃?xì)饬糠浅Ｐ。珻NG拖車的運輸量比較小，壓力大，對儲氣瓶有更高的質(zhì)量要求。

2.2 液化天然氣技術(shù)（LNG）

利用LNG技術(shù)進行天然氣的存儲，可以將氣態(tài)天然氣進行脫水、脫烴和脫酸性氣體等處理工藝之后，采取相應(yīng)的超低溫液化處理措施，將其轉(zhuǎn)化成液態(tài)，通常采用的是丙烷預(yù)冷的混合制冷技術(shù)。在LNG技術(shù)開展放空天然氣回收中，其優(yōu)點如下：相對于CNG技術(shù)來說，具有更大的存儲量，在天然氣的存儲、運輸以及使用等過程中有著明顯的優(yōu)勢。但是，在脫水、脫烴以及脫酸性氣體處理、液化工藝處理中工藝更加復(fù)雜，設(shè)備投資比較大，具有非常高的運行成本。同時，在LNG技術(shù)在應(yīng)用的過程中存在一些難題：在放空天然氣回收的過程中，由于組分差異和溫度差異的原因，LNG會出現(xiàn)分層，導(dǎo)致漩渦的產(chǎn)生，漩渦會造成LNG內(nèi)部能量發(fā)生很大的變化，造成LNG出現(xiàn)存儲失去穩(wěn)定性，產(chǎn)生非常大的安全隱患。在運輸?shù)倪^程中，通常采取高壓超低溫的運輸方式，對存儲罐的材料性能有著非常高的要求，在生產(chǎn)和存儲運輸中有著非常高的危險性。

2.3 吸附天然氣技術(shù)（ANG）

在放空天然氣回收的過程中，采用ANG技術(shù)主要是在存儲罐中裝入具有豐富微孔結(jié)構(gòu)以及具有非常大表面積的吸附劑，此種吸附劑比表面積的高，在常溫和中壓的情況下，將天然氣吸附到存儲中。相對CNG技術(shù)來說，ANG技術(shù)在放空天然氣回收中利用，其優(yōu)勢如下：在應(yīng)用的過程中，其壓力比較低，在3.5 MPa～6.0 MPa的情況下，可以達(dá)到CNG技術(shù)在高壓20MPa的情況下的存儲密度，具有非常低的投資，操作成本較低，是CNG技術(shù)投資的一半，儲罐的形狀和材質(zhì)更加的多樣，具有比較大的選擇余地，質(zhì)地比較輕，壓力較低，具有更好的安全性能，對儲氣設(shè)備的耐壓性要求不高，投資的費用比較低，使用更加方便。同時，ANG技術(shù)在低壓天然氣回收中應(yīng)用存在以下幾點難點：和CNG和LNG技術(shù)的吸附量相比，相同的儲存容積中，有效存儲密度下的存儲量要低，是CNG技術(shù)的2/3，是CNG技術(shù)的1/5。在天然氣吸附和釋放的過程中，出現(xiàn)的熱效應(yīng)問題依然是主要的問題，沒有取得突破性的效果。天然氣中重組分在釋放中依然存在滯留問題，依然沒有有效的解決措施。在吸附劑的研究中，活性炭材料依然處于研發(fā)的困難階段，沒有取得非常好的效果。

2.4 天然氣水合物（NGH）技術(shù)

NGH主要是天然氣和水通過高壓地位的處理，生產(chǎn)的一種物質(zhì)，此種物質(zhì)是一種結(jié)晶性化合物，具有籠形化學(xué)結(jié)構(gòu)，從外觀上觀察和冰相似。在標(biāo)準(zhǔn)的情況中，1 m?的天然氣水合物和標(biāo)準(zhǔn)情況下150 m?～200 m?的天然氣相同。借助NGH技術(shù)對低壓天然氣進行回收，在預(yù)處理環(huán)節(jié)有著比較低的要求，具有可靠性的安全性，投入的資金較少，同時存儲空間比較小，相對于氣態(tài)和液態(tài)形態(tài)的天然氣來說，更加安全。其存儲條件要求比較低，溫度在-10 ℃～0 ℃，壓力在0.1 MPa～1 MPa的條件下，就可以進行存儲。低壓天然氣回收的過程中，NGH技術(shù)的應(yīng)用依然存在困難，水合物在大規(guī)模的生成、固化成型、集裝以及運輸環(huán)節(jié)，存在比較大的安全問題，在實際的應(yīng)用中如何選擇符合工業(yè)生產(chǎn)實際情況并且具有經(jīng)濟性的工藝流程，滿足NGH技術(shù)高密度和高存儲的性能。

2.5 天然氣發(fā)電技術(shù)

此項技術(shù)主要是利用相應(yīng)的燃?xì)廨啓C，將天然氣進行電能的轉(zhuǎn)化，和常規(guī)的火電廠發(fā)電來說，其具有更高的發(fā)電效率。在燃燒的過程中，天然氣的二氧化碳排放量是火電廠發(fā)電的43%，氮氧化物的排放量僅是火電廠的10 %，在油氣田中已經(jīng)得到廣泛的推廣和使用。在低壓放空天然氣中，如果天然氣的氣量比較大并且穩(wěn)定，可以回收利用，通過小型燃?xì)廨啓C進行發(fā)電，構(gòu)建相應(yīng)的固定式發(fā)電站與油田的電網(wǎng)進行連接，滿足油田企業(yè)的部分用電，有效節(jié)約企業(yè)的用電費用。對于氣量較少并且穩(wěn)定性差的區(qū)域，采取撬裝式發(fā)電站，將電能存儲到蓄電池中，在需要的情況下使用。根據(jù)實際的應(yīng)用情況，利用燃?xì)廨啓C和余熱鍋爐進行配合使用，開展熱電冷聯(lián)產(chǎn)措施，保證低壓天然氣資源的有效利用。但是，在放空天然氣的回收中，其工藝非常復(fù)雜，并且需要比較大的投資，是現(xiàn)階段需要解決的重要問題。

2.6 溴化鋰直燃機技術(shù)

在溴化鋰直燃機系統(tǒng)中，將天然氣作為能源，溴化鋰-水作為二元工質(zhì)，通過相應(yīng)的吸收器和發(fā)生器組合，綜合利用吸收式制冷循環(huán)原理，在冷熱水制取、供冷、采暖以及冷熱水供應(yīng)中使用，達(dá)到相應(yīng)的使用目的。利用溴化鋰直燃機技術(shù)對放空天然氣進行回收和利用，借助溴化鋰吸收式的高壓發(fā)生器中進行燃燒，將高溫火焰作為主要的熱源，在實際的應(yīng)用中有著其優(yōu)點：在真空運行的狀態(tài)中，不會存在高壓爆炸的危險，其安全性和可靠性非常高。在制冷、采暖以及熱水的供應(yīng)中，可以采取兼用措施，一個機器具有多樣化的功能。在實際的應(yīng)用中，不需要另外建設(shè)鍋爐或者蒸汽外網(wǎng)，消耗的電能以及冷卻水系統(tǒng)非常少。同時其結(jié)構(gòu)非常的緊湊，占地面積非常小，其操作更加簡單、方便。

3 結(jié)語

隨著國家節(jié)能環(huán)保理念的深入，應(yīng)當(dāng)注重清潔型能源的使用，提高能源的利用率。同時國家應(yīng)當(dāng)制定相應(yīng)的策略，在放空天然氣中有效利用回收技術(shù)，促進天然氣集輸系統(tǒng)的發(fā)展，有效控制天然氣的防控，促進經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益的共同發(fā)展。

參考文獻

[1]丁志飛，徐慶磊，王立華.低壓天然氣回收再利用與節(jié)能環(huán)保[J].油氣田環(huán)境保護，2011，21（5）：62-63.