低壓天然氣的回收再利用及節(jié)能環(huán)保措施

邱林軍

摘 要：天然氣作為一種寶貴的清潔能源，在能源結構中有著重要的地位。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，應當做好低壓天然氣的回收利用，對其采取增加技術，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，改善人們的生活質量，完成節(jié)能減排的目標，實現(xiàn)環(huán)境友好型社會的構建。開展放空天然氣的回收，符合國家相關的政策，能夠有效緩解能源緊張的局面，為節(jié)能減排事業(yè)做出相應的貢獻。

2 低壓天然氣的回收再利用技術

2.1 壓縮天然氣技術

CNG技術是通過壓縮機將經(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的城市管道網(wǎng)絡中。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技術進行回收主要有以下幾點優(yōu)點：CNG技術的設備比較簡單，技術相對比較成熟，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備，可以對比較大的范圍開展天然氣的回收。設備更加容易搬遷，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。設備大多數(shù)是國產(chǎn)的，其成本比較地。同時此項技術具有其不足之處，CNG技術壓縮機的排量比較小，單機處理燃氣量非常小，CNG拖車的運輸量比較小，壓力大，對儲氣瓶有更高的質量要求。

2.2 液化天然氣技術（LNG）

利用LNG技術進行天然氣的存儲，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，采取相應的超低溫液化處理措施，將其轉化成液態(tài)，通常采用的是丙烷預冷的混合制冷技術。在LNG技術開展放空天然氣回收中，其優(yōu)點如下：相對于CNG技術來說，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雜，設備投資比較大，具有非常高的運行成本。同時，在LNG技術在應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（ANG）

在放空天然氣回收的過程中，采用ANG技術主要是在存儲罐中裝入具有豐富微孔結構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技術來說，ANG技術在放空天然氣回收中利用，其優(yōu)勢如下：在應用的過程中，其壓力比較低，在3.5 MPa～6.0 MPa的情況下，可以達到CNG技術在高壓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技術投資的一半，儲罐的形狀和材質更加的多樣，具有比較大的選擇余地，質地比較輕，壓力較低，具有更好的安全性能，對儲氣設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技術在低壓天然氣回收中應用存在以下幾點難點：和CNG和LNG技術的吸附量相比，相同的儲存容積中，有效存儲密度下的存儲量要低，是CNG技術的2/3，是CNG技術的1/5。在天然氣吸附和釋放的過程中，出現(xiàn)的熱效應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

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，此種物質是一種結晶性化合物，具有籠形化學結構，從外觀上觀察和冰相似。在標準的情況中，1 m?的天然氣水合物和標準情況下150 m?～200 m?的天然氣相同。借助NGH技術對低壓天然氣進行回收，在預處理環(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技術的應用依然存在困難，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技術高密度和高存儲的性能。

2.5 天然氣發(fā)電技術

此項技術主要是利用相應的燃氣輪機，將天然氣進行電能的轉化，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，通過小型燃氣輪機進行發(fā)電，構建相應的固定式發(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)實際的應用情況，利用燃氣輪機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

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，通過相應的吸收器和發(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中使用，達到相應的使用目的。利用溴化鋰直燃機技術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。在實際的應用中，不需要另外建設鍋爐或者蒸汽外網(wǎng)，消耗的電能以及冷卻水系統(tǒng)非常少。同時其結構非常的緊湊，占地面積非常小，其操作更加簡單、方便。

3 結語

隨著國家節(jié)能環(huán)保理念的深入，應當注重清潔型能源的使用，提高能源的利用率。同時國家應當制定相應的策略，在放空天然氣中有效利用回收技術，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.