瓦斯是古代植物在堆積成煤的早期,纖維素和有機質經厭氧菌的作用分解而成。在高溫、高壓的環境中,在成煤的同時,由于物理和化學作用,繼續生成瓦斯。
瓦斯是無色、無味的氣體,主要成分是烷烴,其中甲烷占絕大多數,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般還含有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣,以及微量的惰性氣體,如氦和氬等。
目前我國井工煤礦抽排的超低濃度瓦斯利用率低,絕大多數都直接排空,造成能源浪費的同時又加劇了溫室氣體排放。
隨著國家一系列治理低濃度瓦斯的政策出爐,山藍環境也針對低濃度瓦斯治理市場推出了一系列的治理方案。目前我公司研發的RTO蓄熱式高溫氧化和RCO蓄熱式催化燃燒技術,是高效處理低濃度瓦斯非常成熟的技術。
采用RTO/RCO技術處理低濃度瓦斯,同時回收利用處理過程中產生的余熱,實現大規模溫室氣體減排,同時提供分布式熱電聯供系統替代煤礦現有小型燃煤鍋爐,淘汰落后產能,滿足煤礦部分采暖和用電需求,提升煤礦用能的安全性和可靠性。
本技術可實現乏風和抽采瓦斯的高效利用,填補了乏風瓦斯及濃度10%以下抽采瓦斯利用的空白,可實現煤礦瓦斯近零排放,提高乏風瓦斯收集率。通過在乏風擴散塔出口設置筒體和漸縮式結構相結合形成空間上的半包圍結構收集乏風,通流面積無突變,流場曲線平滑,提高了乏風收集率及技術方案的經濟性。
乏風及抽采瓦斯氧化發電類項目不產生氮氧化物次生污染。這是由于無火焰氧化的溫度只有980℃左右,不會像低濃度瓦斯內燃發電達到1200℃高溫。因此該技術解決了甲烷燃燒造成氮氧化物嚴重超標的環保難題。
變廢為寶綜合利用煤礦瓦斯資源并實現熱電聯供,提供足夠和穩定的供熱能力,可推動煤礦淘汰風井燃煤鍋爐或燃氣鍋爐,進一步提升節能降碳水平。
本技術適用于具有一定低濃度瓦斯排空量的井工煤礦,與煤礦企業技術匹配度高,能助力煤礦企業環保減排,經濟效益、社會效益和環境效益優勢明顯,具有很強的推廣性。
低濃度瓦斯治理的工藝流程說明:
1、通過礦井瓦斯抽采風機和管道, 經過一系列的安全設備,低濃度瓦斯(CH?<8%)被抽取上來。
2、通過摻混裝置調整瓦斯濃度至適宜范圍:摻混系統通常采用兩級設置,混合裝置安裝濃度傳感器,根據甲烷的體積分數控制低濃度瓦斯輸送總管線上的閥門控制單元,經第一級瓦斯摻混系統控制混合后甲烷的體積分數為2.5%,再經第二級瓦斯摻混系統控制混合后甲烷的體積分數<1.2%,通常控制在0.9%~1.0%,出現濃度異常時需執行瓦斯氣緊急切斷操作。
3、RTO無焰氧化系統:在高溫(800~1000℃)條件下,甲烷與氧氣發生無焰氧化反,同時放出大量熱量,熱量一部分用于RTO自身能源需求,另一部分富余熱量可進行利用,產生經濟效益。
4、富余熱量利用系統:富余熱量以950℃高溫氣體的形式排放至余熱利用系統,可用來產生蒸汽、熱水、熱風等形式進行再利用;富余熱量足夠多時還可以用來發電。