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煤矿瓦斯“零排放”项目
   文章来源:北达基金   更新时间:0000-00-00 00:00:00    分享到:
 

阳煤集团瓦斯提纯、发电项目

北达基金与阳煤集团于2012年4月签约,在新能源和工业废弃物资源化利用方向进行合作,共同推进煤矿瓦斯发电项目。

节能效益:据初步估算,伴随每吨煤涌出的瓦斯量约相当于多采出5%煤炭。瓦斯换算成电力,即平均每1000标准立方米纯瓦斯约相当于35000度电力和3.5吨蒸汽的总和,100万吨煤矿涌出的瓦斯约相当于5000万千万时电力。因而,如果瓦斯得到有效开采和利用,可以有效地缓解常规能源的不足。

减排效益:甲烷的温室效应相当于二氧化碳的21.5倍。在山西按涌出量10立方米/吨计算,每采1万吨煤约相当于1000吨碳排放;100万吨矿井约等于10万吨二氧化碳排放。因而,如果瓦斯能得到很好利用而不是排到空气中,减排效果将会十分明显。

项目技术特点及竞争优势

伴随着煤炭资源的勘探和开采,煤矿瓦斯作为伴生资源被大量的发现。煤矿瓦斯按所含甲烷浓度分为四大类:一类是地面抽采煤层气,甲烷浓度大于80%,主要用于民用、汽车燃料、发电等;二类是煤炭开采过程抽排出,甲烷浓度在25%至80%之间的瓦斯,称为高浓度煤矿瓦斯,主要用于民用、化工、发电、燃烧等;三类是煤炭开采过程抽排出,甲烷浓度<25%的,称为低浓度瓦斯,目前小部分用于发电,大部分直接排空;四类是煤矿通风系统中排出的甲烷浓度低于1%的,称为“通风瓦斯”,直接放散。

目前,低浓度瓦斯和通风瓦斯有效利用的途径主要有以下三种:

1)低浓度瓦斯的分离提纯。低浓度瓦斯的提纯技术有变压吸附、膜分离技术以及低温液化技术,提纯后的气体相对于井下抽采的原料气甲烷含量可以达到90%以上,而且氧含量大幅度减少,这样就可以解决低浓度瓦斯气体直接用于民用燃料不能进行长距离输送的问题,扩大了低浓度矿井瓦斯的利用范围,产生规模效益。

但是,限于目前技术的水平,低浓度瓦斯提纯分离面临设备复杂、投资大、功耗高、市场推广价值低等问题,这一途经的使用率较低。

2)低浓度瓦斯发电。低浓度瓦斯中甲烷浓度在5.5%~16%时具有爆炸危险,甲烷浓度在7%~8%时最易爆炸,当甲烷浓度在9.5%时爆炸威力最强,其速度可达2 000 m/s~3 000 m/s,同时产生巨大的能量,瓦斯发电技术也正是利用了甲烷的这一特性。

3)通风瓦斯氧化利用技术。通风瓦斯(乏风)指煤矿通常采用大量通风来排放的煤矿瓦斯。煤矿乏风有流量大、瓦斯浓度低、浓度波动大的特点,由于煤矿乏风中甲烷含量极低,如果进行分离提纯,耗能要远远超过获取甲烷的能量,同时该浓度范围的甲烷不能直接燃烧,目前采取的措施是直接排空,造成了巨大的能源浪费和环境污染。如何治理和利用矿井乏风瓦斯,是目前我国在瓦斯治理及利用方面面临的紧迫任务。

通过乏风瓦斯热逆流氧化装置的应用,可以很好的解决这一难题。乏风瓦斯热逆流氧化装置主要由固定式逆流蜂窝陶瓷氧化床和控制系统两部分构成。矿井乏风中的甲烷发生氧化反应,生成二氧化碳并产生热量,反应产生的热量可以用来制取蒸汽或发电。不仅减少了温室气体的排放,同时也带来一定的经济效益。