低浓度煤层气提质制压缩天然气技术经济性分析

0 引 言

煤层气是以吸附状态赋存于煤层中的非常规天然气,主要成分是甲烷[1]。甲烷引发温室效应的能力是CO2的21倍。如果将煤层气有效处理并加以利用,其燃烧热值与天然气相当,而且洁净不产生废气[2]。结合煤炭生产布局开展的煤层气开发活动称为瓦斯区煤层气开发,开发方式包括地面预抽、井下预抽、采煤过程中抽和采煤后抽等[3]。截至 “十二五”末期,我国煤层气(煤矿瓦斯)抽采量180亿m3、利用量86亿m3,其中井下瓦斯抽采量136亿m3、利用量48亿m3,利用率35.3%。地面煤层气产量44亿 m3、利用量38亿 m3,利用率86.4%[4]。

1985年在广饶县五村遗址出土了一件陶鼓，属新石器时代大汶口文化时期遗物，距今已有5 000多年的历史。该器物为泥质红陶，侈口，器身中部略细，呈桶状，下腹折收为小平底。口沿外均匀地饰有13个排列有序鞔鼓皮用的凸状钮，腹部及底饰有11个不均匀的直径约0.7厘米的圆形出音孔。折棱处饰一周锥刺纹，器壁较厚，坚硬，全身施红陶衣。高50.5厘米，口径27厘米［4］。

目前,针对井下抽采瓦斯按浓度可分为3种利用方式,即高浓度瓦斯利用(甲烷含量30% ～90%)、低浓度瓦斯利用(甲烷含量＜30%)、乏风瓦斯利用(甲烷含量＜8%)[5]。高浓度瓦斯利用主要包括直接发电[6-8]、民用和工业燃料[9]、提纯制压缩天然气(CNG)和液化天然气(LNG)[10-13]等;低浓度瓦斯利用主要以发电、提纯利用为主[14-19];乏风瓦斯利用主要是蓄热氧化利用[20-21]。为提高低浓度煤层气利用率,需要开发不同浓度范围的煤层气利用技术,同时进行技术经济分析,以提高其竞争性和市场应用前景。本文针对低浓度煤层气浓缩提质制CNG技术,以年产2 000万Nm3压缩天然气项目为例,进行了技术经济分析评价,为该技术的推广应用提供指导。

1 技术选择

煤炭科学技术研究院有限公司经过“十一五”和“十二五”的小试研发、中试放大验证及工业示范,成功开发了低浓度煤层气提质利用技术,工艺流程如图1所示。

  

图1 低浓度煤层气提质制压缩天然气工艺流程Fig.1 Process of CNG production with coal-bed methane

新鲜原料气经过安全输送系统后进入混合压缩净化系统,与二级变压吸附装置返回的气体混合,混合后原料气进入煤层气压缩机,排气压力0.4～0.5 MPa,压缩后气体经过滤装置、冷干机和活性炭罐进行除尘、除水、除油处理,净化后的煤层气依次进入两级变压吸附装置浓缩分离,变压吸附系统可将原料气CH4从35%提浓至90%以上,提浓气体压力0.3 MPa。尾气中CH4含量小于5%。提浓后的煤层气进入CNG制备系统,经脱水处理后进入压缩机压缩至25 MPa。CNG产品进入储气罐储存供给CNG母站或子站。

1)原辅材料、动力燃料用量及价格(含税)。煤层气用量1 900万Nm3,折纯价格0.25元/Nm3;用电量 1 562.56 万 kWh,电价 0.65 元/kWh;新鲜水用量2.672万 t,水价10元/t。

2 工艺方案

2.1 设计基础条件

原料气总量7 500 Nm3/h,压力2～3 kPa,温度≤40℃,其组成为：CH430%,O212%,CO21%,N2 57%。

2.2 产品设计指标

产品气压力25 MPa,温度为常温,总量2 500 Nm3/h,其 组 成 为： CH495.00%,O20.4%,N2 4.60%。

2.3 主要设备选型

工程投资估算结果见表3。总投资7 846万元,其中建设投资6 990万元,建设期借款利息590万元,流动资金266万元。

2.4 公用工程消耗

随着乳腺癌发病率的不断升高，人们对乳房肿块都十分紧张，孕妈妈当然也不例外，尤其是怀孕期间的特殊生理状态，一旦发现异常孕妈妈就更加紧张。我们先来看看下面的这个案例。

2.5 占地及劳动定员

总占地面积约18 000 m2。工程生产装置和辅助生产设施均为连续化生产,生产操作实行“四班三运转”制,劳动定员共24人。

3 投资及经济成本分析

3.1 工程投资

主要设备选型见表1。安全输送系统主要设备有水封阻火泄爆装置、气体计量撬、全自动反清洗过滤器。混合压缩净化系统主要设备有混合器、煤层气压缩机、过滤器、冷干机和活性炭过滤器。变压吸附浓缩系统主要设备有一、二级吸附塔、缓冲罐和真空泵。CNG制备系统主要设备有天然气压缩机、调压计量撬、加臭机和单枪加气柱等。公用工程及辅助设施主要有冷却塔、空压机和软水装置。

3.2 经济评价及成本估算

3.2.1 经济评价数据

工艺技术特点：① 深度脱氧。一次吸附脱氧率90%以上,O2体积分数可从12%～14%降至约1%,后续浓缩安全可靠。② 一次压缩多级浓缩。可降低能耗20%以上,减少压缩设备投资。③ 浓缩后气体带压。压力不浪费,CNG或LNG再加工能耗低。④吸附剂效率高。装填量小,吸附塔体积小,吸附剂总价相对便宜。⑤ 浓缩效率高。甲烷体积分数从约30%浓缩至90%以上,吸附剂原料气处理能力高,具有良好的抑爆及导静电能力,吸附容量大,分离效率高。⑥ 产品方案灵活。带压浓缩气可生产CNG、LNG,提高了项目的经济性及抗风险能力。

[6]郭向前.高瓦斯矿井瓦斯发电的案例研究[J].华北科技学院学报,2005,2(1)：38-40.GUO Xiangqian.Case research on methane generating electricity in high methane mine[J].Journal of North China Institute of Science and Technology,2005,2(1)：38-40.

2)工人工资及福利费。人均工资及福利费按5万元/a计。

3)产品价格。压缩天然气(CNG)产品价格按2.6 元/Nm3计。

例如图2所示，对于“Y”字形道路交叉处，图2a为地理国情道路中心线表示方法，图2b为基础测绘数据表示方法，两者整合后生产数据库中表示为图2c。

班上一部分学生参加活动时积极热情，但他们面对学习却少了这样一份热心，非常散漫，部分学生每天作业少做、不做。这些学生学习意识淡薄，没有时间观念，没有目标，没有学习的内驱力。

 

表1 主要设备一览Table 1 List of major production equipment

  

系统 设备名称 型号 数量水封阻火泄爆装置/套 SWGZ-ⅣDN500 1安全输送系统 计量撬/台 RXJ7000/0.04C-K 1全自动反清洗过滤器/台 ZKQL500-L 1同压混合器/台 GLM-7500 1原料气缓冲罐/台 10 m3/1.0 MPa 1煤层气压缩机/台 LGM85/0.005-0.8 2混合压缩净化系统 分离过滤器/组 HF9-250 1主管过滤器/组 HF7-250 1高效除油过滤器/组 HF5-250 1常温水冷型冷干机/台 HSD-300 NW 1重载活性炭过滤器/台 CAQ-110 1一级吸附塔/台 φ2 000×6 000 6一级真空缓冲罐/台 35 m3/10～500 kPa 1一级成品气储气罐/台 35 m3/1.0 MPa 1变压吸附浓缩系统 一级水环真空泵/台 2BE3400 1二级吸附塔/台 φ1 500×6 000 6二级真空缓冲罐/台 20 m3/10～500 kPa 1二级成品气储气罐/台 20 m3/1.0 MPa 1二级水环真空泵/台 2BE3200 1天然气压缩机/台 W-5.8/3-250 3调压计量撬/套 出口压力0.3 MPa;流量2 500 m3/h 1废气回收罐/台 5 m3/4.0 MPa 1 CNG制备系统 排污罐/台 1 m3/常压 1缓冲罐/台 5 m3/1.6 MPa 1加臭机/台 输出压力4.0 MPa 1单枪加气柱/台 ≤450 Nm3/h 2循环冷却塔/台 1公用工程及辅助设施 空压制氮机/台1软水装置/套 1

 

表2 公用工程消耗指标Table 2 Consumption index of utility

  

项目 规格 数量 备注用电量/kW 220 V,50 Hz 20 照明和仪表用电380 V 2 036 压缩机和真空泵等用电循环冷却水流量/(t·h-1) 30℃,0.4 MPa 167 压缩机和真空泵冷却用水新鲜水流量/(t·h-1) 30 ℃,0.4 MPa 3.34仪表空气流量/(Nm3·h-1) 使用压力为0.4～0.6 MPa,露点温度为-30℃ 120 程控阀和调节阀用

 

表3 工程投资估算Table 3 Estimation of project cost 万元

  

序号 工程或费用名称 设备购置费 安装工程费 建筑工程费 其他费用 合计一固定资产费用 4 068 708 845 690 6 311 1.1 工程费用 4 068 708 845 0 5 621 1.1.1 主要生产项目 3 484 524 453 0 4 461安全输送系统 115 17 15 147压缩净化系统 750 113 98 961变压吸附系统 1 510 227 196 1 933 CNG制备系统 778 117 101 996仪表阀门管道 331 50 43 424 1.1.2 公用工程及辅助设施 584 84 267 0 912总图(含土地平整) 30 1 195 226循环冷却塔 76 11 10 97空压站及氮气站 80 12 10 102软水站 63 9 9 81污水处理设施 45 7 6 58维修设备 20 3 3 26配电系统 125 19 16 160分析化验 42 6 5 53自动控制及仪表 85 13 11 109劳安及消防 18 3 2 23 1.1.3 厂外工程 100 125 225 1.2 固定资产其他费用 690 690 1.2.1 土地综合费用 54 54 1.2.2 建设单位管理费 73 73 1.2.3 可行性研究费 100 100 1.2.4 研究试验费 50 50 1.2.5 勘察设计费 165 165 1.2.6 环境影响评价费 80 80 1.2.7 劳动安全卫生评价费 70 70 1.2.8 联合试运转费 98 98 2无形资产费用300 300 3其他资产费用110 110建设投资(不含预备费)合计 4 068 708 845 1 100 6 721 4基本预备费269 269 5建设投资合计 4 068 708 845 1 369 6 990二建设期借款利息590 590三流动资金266 266四项目总投资 4 068 708 845 2 225 7 846建设投资1

3.2.2 经济评价结果

经济评价结果见表4。项目总投资7 846万元,其中建设投资6 988万元,建设期利息590万元,流动资金266万元。项目年均销售收入5 294万元,总成本费用2 683万元,利润总额2 177万元,净利润1 633万元。工程投资财务内部收益率(所得税后)为31.87%,投资回收期(所得税后)为 4.44 a(含1.5 a建设期)。项目技术经济可行。

3.2.3 生产成本估算

结合经济评价结果,工程投资财务从原材料、动力、工资及福利费、修理费、折旧、摊销、利息等方面对单位产品成本进行核算,其结果见表5。

 

表4 经济评价指标Table 4 Index of economic analysis

  

序号 工程或费用名称 数额或指标 备注主要经济数据1.1 项目总投资/万元 7 846其中：规模总投资/万元 7 660 1.1.1 建设投资/万元 6 988 1.1.2 建设期利息/万元 590 含其他融资费用1.1.3 流动资金/万元 266 1.2 资金筹措/万元 7 846 1.2.1 债务资金/万元 5 492其中：借款/万元 5 492 1.2.2 项目资本金或注册资本 2 354其中用于建设投资和建设期利息/万元 590用于流动资金/万元 266资本金占总投资比例/% 30 1.3 年均营业(销售)收入/万元 5 294 1.4 年均补贴收入和其他收入/万元 0 1.5 年均营业(销售)税金及附加/万元 32 1.6 年均增值税/万元 401 1.7 年均总成本费用/万元 2 683其中：折旧/万元 304 1.8 年均利润总额/万元 2 177 1.9 年均所得税/万元 544 1.10 年均净利润/万元 1 633 1.11 年均息税前利润/万元 2 249 1.12 年均息税折旧摊销前利润/万元 2 599 2评价指标2.1 项目投资财务内部收益率/% 42.77 所得税前2.2 项目投资财务净现值/万元 10 300 所得税前2.3 项目投资回收期/a 3.64 所得税前2.4 项目投资财务内部收益率/% 31.87 所得税后2.5 项目投资财务净现值/万元 6 722 所得税后2.6 项目投资回收期/a 4.44 所得税后2.7 项目资本金内部收益率/% 86.84 2.8 项目资本金净现值/万元 7 323 2.9 投资各方财务内部收益率/% 23.13 2.10 总投资收益率/% 67.49 2.11 项目资本金净利润率/% 69.35 (不包含建设平均)2.12 营业(销售)利润率/% 30.84 2.13 成本费用利润率/% 81.13 1

从表5可以看出,单位产品完全成本为1.32元/Nm3。CNG产品出厂价按2.6元/Nm3计,尚有1.28元/Nm3的盈余。折合每立方低浓度煤层气(非折纯)经过加工提纯后,可实现0.457元的收益,年收益2 560万元(含销售税金附加及增值税),在达到煤矿瓦斯综合治理要求的同时实现收益。

 

表5 单位产品成本核算Table 5 Cost accounting of production

  

序号 工程或费用名称 消耗定额 单价/元 金额/(元·(103Nm3)-1) 比例/%242.34 18.39 1.1 原料气/Nm3 0.962 7 0.25 240.67 18.26 1.2 阻燃材料/t 0.000 000 29 4 000 1.18 0.09 1.3 润滑油/t 0.000 000 02 20 000 0.49 0.04 2动力511.98 38.84 2.1 新鲜水/t 0.001 3 10.00 13.12 1.00 2.2 电量/kWh 0.767 5 0.65 498.85 37.85 3工资及福利费/人 24 50 000 58.94 4.47 4修理费182.22 13.83 5其他费用115.27 8.75 5.1 其他制造费 30.33 2.30 5.2 其他管理费用 58.94 4.47 5.3 其他营业(销售)费用 26.00 1.97 6折旧158.80 12.05 7摊销13.11 0.99 8利息35.39 2.69 9完全成本1 318.04 100 1原材料

4 结 论

[2]董卫果.煤矿区低浓度煤层气浓缩利用关键技术研究及工艺开发[C]//第七次煤炭科学技术大会文集(下册).北京：煤炭工业出版社,2011：998-1003.

文人都有一个书房梦，北魏李谧有句名言：“丈夫拥书万卷，何假南面百城。”但真正拥有一间书房也并非易事，需要以时间换空间，慢慢来。刚毕业的时候，在新单位有间屋子就不错了，书也没几本，书房只是个遥远的梦。娶妻生子后，生计至上，一间屋，乱糟糟，孩子尿布的尿臊气和书架上的书香味混杂其间。到了晚上，我常去同在一个大院的单位办公室看书，常常看到夤夜，大院里的灯光渐次熄灭，只有我的办公室的灯还亮着。

2)年产2 000万Nm3压缩天然气项目,总投资为7 846万元,其中建设投资6 990万元,建设期借款利息590万元,流动资金266万元。工程投资财务内部收益率(所得税后)为31.87%,投资回收期(所得税后)为4.44 a(含 1.5 a建设期)。

3)单位产品完全成本1.32元/Nm3,CNG产品出厂价按 2.6元/Nm3计,尚有 1.28元/Nm3的盈余。折合每立方低浓度煤层气(非折纯)经过加工提纯后,可以实现0.457元的收益,年收益达2 560万元。

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这些叙事的刻画都是对罕王命中注定成为帝王的文化信息的全方位铺垫和注释。在不断强化罕王不同常人的本领的同时，满族民众对罕王的英雄角色和神圣地位的认同和崇拜心理进一步得到巩固。因为努尔哈赤的出生不同于凡人，帝王之命早已注定，所以他处处受到命运之神的眷顾，虽然历经坎坷与危险，但总能化险为夷，转危为安。这在彰显其神圣尊贵身份的同时，也为他日后成就大业积累资本。这些资本既包括物质金钱的储备，也包括生存技能的习得、坚强勇武的磨炼以及锲而不舍的品质。

1)低浓度煤层气提质利用技术,可以将原料CH4含量从35%提高到90%以上,O2含量从12%降低至1%以下。原料气一次压缩多级浓缩,能耗低。产品方案灵活,可以制备CNG、LNG。

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管理会计需要对财务基础信息收集，并进行再加工，结合当下医院政策环境信息，及时发现并反馈医院运行过程中的问题，帮助管理层实施管理控制建言献策，因此，具有完整知识结构和较强学习能力的财务人员可以更好地适应管理会计工作的要求。而现阶段，医院财会人员在学历、职称和专业素质能力上都与管理会计要求有一定差距，且由于医院人事制度改革效果尚不能显现，医院在岗人员对新的财务管理知识未表现出积极态度，所以医院面对核算向管理转型时，强化财务人员梯队迫在眉睫。

式中，L(t)为t时刻的实际负荷值，P(t)为t时刻负荷周期性分量，R(t)为t时刻负荷的随机性分量。

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在展商服务方面，本届进博会馆内共设立4个大型综合服务区，近百处服务点，提供展务、金融等各类专业服务。知识产权保护和商事纠纷处理服务中心运行顺畅，共接到20多个国家和地区的咨询80多件，涉及在中国申请知识产权、商标和专利保护等，均得到妥善处理。在客流方面，截至11月10日中午12点，本届进博会累计进场达80万人。中国国际进口博览会城市保障领导小组办公室主任、上海市商务委主任尚玉英表示，上海经受住了大客流的检验。“在展会期间，安全保卫稳定、交通有序，境内外嘉宾的接待非常有序顺畅，整个展会期间城市的运行总体平稳。”

我想不出更有说服力的理由，只能保持沉默。其实，叶霭玲头一次指责我时，我与白丽筠还真的没有什么。她那么冤枉我，倒叫我不由得产生了这种念头。说实话，白丽筠对我不是没有流露出发展恋爱关系的意思，虽然她知道我有一个初恋女友叶霭玲，但是这对她来说，根本不构成道德方面的障碍。

公用工程消耗见表2。公用工程消耗主要包括压缩机和真空泵等动力设备电耗,压缩机和真空泵等设备冷却用循环冷却水以及补充用新鲜水,仪表阀门用仪表空气。

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主成分法获取初始因子，因子旋转后累计贡献率大于等于85%、特征值大于1的提取主成分，最后提取两个主因子，解释了总变异的76.847%，基本全面地体现了所有信息。

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