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发布时间:2019-11-20 18:42:12 阅读: 来源:内燃机厂家

煤矿风井排出瓦斯也可回收利用

煤矿风井排风中含有大量瓦斯。由于瓦斯被稀释,一般浓度大于0.5%,常规利用煤矿瓦斯的技术都是行不通的。最近,美国环保总署和有关单位分析、鉴定并证实氧化煤矿排风瓦斯的一些技术还是可行的,有发展前途。

为保证煤矿安全生产,需要向煤矿井下供应大量的新鲜空气来稀释沼气浓度,排除有害气体。这就要靠通风手段。几乎所有煤矿排风瓦斯都直接排放到大气中,不仅造成环境污染,而且浪费了大量可利用的瓦斯资源。美国环保总署估计,以2002年为例,全球全年的煤矿通风瓦斯排放量在173亿立方米以上,相当于把2.37亿吨二氧化碳排放到大气中。其中11个主要产煤国家占88%以上:中国排在第一位,达67亿立方米,以下依次是,美国26亿立方米,乌克兰22亿立方米,俄罗斯和澳大利亚各7亿立方米,波兰和哈萨克斯坦分别达到4亿立方米和3亿立方米。

氧化煤矿排风瓦斯有多种技术可资利用。美国环保署正在评估最佳风流、沼气浓度和市场的有效利用范围。

最有前途的是风流反向反应器技术。这一技术是利用瓦斯和热交换器介质坚硬床层间再生热交换原理,排风瓦斯从一个方向流入,经过反应器,温度升高,直到瓦斯被氧化。氧化瓦斯的热产品继续朝坚硬床层远侧流动时,失去热量,直到风流自动反向,最后排放出空气、二氧化碳、水和热量。热量可向当地供热,或煤气透平发电。根据实验和现场经验,风流反向反应器可以在排风瓦斯浓度低达0.1%的情况下维持运转。在美国,这项已属成熟的技术即将投入商业应用。

矿井排风瓦斯也能直接作为发电的燃料气体。商业应用已证实技术上是可行的,工艺也很简单,尽管其在减少温室气体的数量上受到一定限制。澳大利亚安平煤矿就利用10%的排风瓦斯供许多内燃机使用。排风瓦斯(浓度0.7%)无需加工,可直接进入以煤矿瓦斯和老塘瓦斯(必要时加天然气)为主要燃料的内燃发动机和发电机机组发电使用。

有些公司已经成为或正在开发以排风瓦斯为主要燃料的瓦斯透平。有的技术采用催化剂使排风瓦斯燃烧,有的技术则是使瓦斯在外部燃烧器上进行而不用催化剂,但这样做的效果要比标准透平温度低一些,因而还存在燃烧不充分的问题。

目前,有开发商称,他们能利用瓦斯浓度1%至1.6%的矿井排风瓦斯,或矿井排风瓦斯和高浓度煤气的混合物。还有开发商正在研究瓦斯浓度0.8%或更低的排风瓦斯的利用技术。如果瓦斯浓度高,这些透平使用排风瓦斯的数量可达全部燃料的80%,而浓度低时,仅可用到全部燃料的20%。

业已开发即将示范的另一种利用排风瓦斯的技术,是在转炉内煤矸石和排风瓦斯共同燃烧的设备,得到的热量可满足1.2兆瓦瓦斯透平动力的需要。根据煤矸石排风瓦斯的比例不同,该设备可作为利用排风瓦斯的辅助技术或主要技术。它不需要补充瓦斯或增加排风瓦斯浓度就可以维持运行。

浓缩器是另一种经济利用排风瓦斯的新技术。一台浓缩器可以将排风瓦斯的浓度提高20倍。这对于同低浓度排风瓦斯掺和用于低级燃料透平可能有利,或者提高浓度达到未稀释瓦斯的水平加以利用。关键在于如何提高增大排风瓦斯浓度的效率,目前,虽然提高增大排风瓦斯浓度0.1%至1.0%效率的试验已取得了一定进展,但还不理想。

另外还有多种方法利用排风瓦斯生产蛋白质,补充动物饲料。

利用排风瓦斯发电,或者利用排风瓦斯减少温室气体排放,不但能够大大改善环境,变废为宝,而且还可从中获得可观的经济收益,排风瓦斯利用技术拥有的经济意义和现实意义是不容质疑的。

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