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煤礦風井排出的瓦斯可回收利用

2020-10-21 09:09:42 來源:煤礦安全生產網 瀏覽量:351
		          

   煤礦風井排風中含有大量瓦斯。由于瓦斯被稀釋,一般濃度大于0.5%,常規利用煤礦瓦斯的技術都是行不通的。最近,美國環保總署和有關單位分析、鑒定并證實氧化煤礦排風瓦斯的一些技術還是可行的,有發展前途。   為保證煤礦安全生產,需要向煤礦井下供應大量的新鮮空氣來稀釋沼氣濃度,排除有害氣體。這就要靠通風手段。幾乎所有煤礦排風瓦斯都直接排放到大氣中,不僅造成環境污染,而且浪費了大量可利用的瓦斯資源。美國環保總署估計,以2002年為例,全球全年的煤礦通風瓦斯排放量在173億立方米以上,相當于把2.37億噸二氧化碳排放到大氣中。其中11個主要產煤國家占88%以上:中國排在第一位,達67億立方米,以下依次是,美國26億立方米,烏克蘭22億立方米,俄羅斯和澳大利亞各7億立方米,波蘭和哈薩克斯坦分別達到4億立方米和3億立方米。

  氧化煤礦排風瓦斯有多種技術可資利用。美國環保署正在評估最佳風流、沼氣濃度和市場的有效利用范圍。

  最有前途的是風流反向反應器技術。這一技術是利用瓦斯和熱交換器介質堅硬床層間再生熱交換原理,排風瓦斯從一個方向流入,經過反應器,溫度升高,直到瓦斯被氧化。氧化瓦斯的熱產品繼續朝堅硬床層遠側流動時,失去熱量,直到風流自動反向,最后排放出空氣、二氧化碳、水和熱量。熱量可向當地供熱,或煤氣透平發電。根據實驗和現場經驗,風流反向反應器可以在排風瓦斯濃度低達0.1%的情況下維持運轉。在美國,這項已屬成熟的技術即將投入商業應用。

  礦井排風瓦斯也能直接作為發電的燃料氣體。商業應用已證實技術上是可行的,工藝也很簡單,盡管其在減少溫室氣體的數量上受到一定限制。澳大利亞安平煤礦就利用10%的排風瓦斯供許多內燃機使用。排風瓦斯(濃度0.7%)無需加工,可直接進入以煤礦瓦斯和老塘瓦斯(必要時加天然氣)為主要燃料的內燃發動機和發電機機組發電使用。

  有些公司已經成為或正在開發以排風瓦斯為主要燃料的瓦斯透平。有的技術采用催化劑使排風瓦斯燃燒,有的技術則是使瓦斯在外部燃燒器上進行而不用催化劑,但這樣做的效果要比標準透平溫度低一些,因而還存在燃燒不充分的問題。

  目前,有開發商稱,他們能利用瓦斯濃度1%至1.6%的礦井排風瓦斯,或礦井排風瓦斯和高濃度煤氣的混合物。還有開發商正在研究瓦斯濃度0.8%或更低的排風瓦斯的利用技術。如果瓦斯濃度高,這些透平使用排風瓦斯的數量可達全部燃料的80%,而濃度低時,僅可用到全部燃料的20%。

  業已開發即將示范的另一種利用排風瓦斯的技術,是在轉爐內煤矸石和排風瓦斯共同燃燒的設備,得到的熱量可滿足1.2兆瓦瓦斯透平動力的需要。根據煤矸石排風瓦斯的比例不同,該設備可作為利用排風瓦斯的輔助技術或主要技術。它不需要補充瓦斯或增加排風瓦斯濃度就可以維持運行。

  濃縮器是另一種經濟利用排風瓦斯的新技術。一臺濃縮器可以將排風瓦斯的濃度提高20

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