淮南矿区低浓瓦斯浓缩技术运用与实践

煤层气规模化的开发与利用可同时解决瓦斯灾害、资源浪费、环境污染三大问题,低浓度瓦斯浓缩技术是制约低浓度瓦斯利用的关键技术。本文就淮南矿区低浓瓦斯浓缩技术运用与实践进行阐述,对其项目作出了展望,以期为煤矿瓦斯利用事业提供有益的参考。     

我国低浓度煤矿瓦斯利用技术研究

由于煤层赋存条件和抽采技术水平的限制,我国抽采出的煤矿瓦斯中低浓度煤矿瓦斯占较大比例,要提高煤矿瓦斯利用率、增加清洁能源供应,必须进一步加大低浓度煤矿瓦斯的推广和扶持力度。本文针对我国当前煤矿瓦斯利用中存在的问题,对低浓度煤矿瓦斯安全输送技术,以及低浓度煤矿瓦斯内燃机发电技术、浓缩提纯技术和催化氧化气轮机发电技术等利用技术进行了分析,最后对"十二五"期间低浓度煤矿瓦斯利用进行了展望。     

低浓度瓦斯利用技术在淮南矿业集团的应用

低浓度瓦斯利用是矿井瓦斯治理和煤层气产业化发展的新趋势,是保障煤矿安全生产的治本之策,是增加清洁能源供应的有效途径,是加强大气污染防治的重要举措。淮南矿业集团通过科技攻关,攻克了低浓度瓦斯安全输送技术和浓缩技术难题;建成了世界第一座低浓度瓦斯发电站;研制出了全国第一套煤矿低浓度瓦斯浓缩装置。这些技术的成功应用,提高了低浓度瓦斯的利用率,减少了温室气体的排放量,推动了CDM项目的进展。     

煤矿瓦斯(煤层气)浓缩提纯技术及其应用

论述了不同浓度瓦斯的综合利用方式,分析了低浓度瓦斯未能得到有效利用的原因。根据市场上瓦斯提纯使用的吸附剂不同,提出了针对不同类型吸附剂采用不同的浓缩提纯工艺技术路线,并通过对技术路线的分析,解决了关键技术难题。阳泉神堂嘴瓦斯提纯工程运行结果表明,煤矿瓦斯(煤层气)浓缩提纯工艺流程二利用加压后原料气为动力,将二、三级返回气混合,系统更简单、投资更低、能耗更低。     

我国煤矿低浓度瓦斯利用技术研究现状及前景展望

介绍了我国煤矿抽采瓦斯利用存在的问题和煤矿低浓度瓦斯利用的主要技术途径,详细分析了煤矿低浓度瓦斯利用技术的研究现状,并对今后的利用前景进行了客观展望。     

煤矿低浓度瓦斯直接焚烧余热制冷技术在煤矿热害治理领域的探索

对我国煤矿热害防治问题和抽采瓦斯利用情况进行了分析,重点介绍了煤矿低浓度瓦斯直接安全焚烧技术。将瓦斯安全利用与热害治理相结合,提出了煤矿低浓度瓦斯直接焚烧余热制冷技术。阐述了低浓度瓦斯直接焚烧余热制冷系统的组成,并分析了其经济和社会效益。煤矿低浓度瓦斯直接焚烧余热制冷技术利用瓦斯焚烧高温余热作为热源,采用溴化锂吸收式制冷,既节约了电能的消耗,又减少了温室气体的排放,是一种可持续发展的热害治理新模式。     

低浓度瓦斯发电技术研究现状及展望

针对煤矿低浓度瓦斯燃料供应的特点,分析了低浓度瓦斯内燃机发电技术、燃气轮机发电技术和氧化发电技术研究现状;介绍了利用瓦斯发电的往复式内燃发动机、燃气轮机和氧化式反应器的发电原理、系统组成及特点,探讨了低浓度瓦斯发电技术应用中存在的问题及建议,并对该技术前景进行了展望。     

煤矿低浓度瓦斯微生物氧化技术研究

煤层抽采及回风井排放的低浓度瓦斯大多不经处理直接排空或燃烧,针对这一现象所造成的瓦斯资源浪费、生态碳循环结构破坏和温室效应加剧等问题,分析了我国煤矿低浓度瓦斯的排污治理与资源利用技术,提出并验证了利用甲烷氧化菌来降解煤矿低浓度瓦斯的煤矿低浓度瓦斯治理技术,以期提高煤矿瓦斯的利用率,减少资源浪费和污染。     

低浓度瓦斯发电技术在靖煤集团的应用

为解决矿井安全生产排空瓦斯而造成的浪费和对环境的污染,合理有效地利用瓦斯洁净能源,通过利用低浓度瓦斯发电、余热采暖技术,实现了热电联供。经实际应用,既对低浓度瓦斯利用开辟了一条新的途径,又取得良好的经济效益。     

低浓度瓦斯自激振荡脉动燃烧特性研究

针对煤矿低浓度瓦斯稳定燃烧及高效利用难的问题,将脉动燃烧技术与煤矿低浓度瓦斯燃烧利用相结合,采用数值模拟与实验研究相结合的方法,对低浓度瓦斯脉动燃烧特性进行了系列研究。基于Fluent计算平台,建立低浓度瓦斯脉动燃烧热力学模型,对脉动燃烧器内部流场、温度场、压力场进行模拟分析,同时通过改变脉动参数研究各参数对低浓度瓦斯燃烧特性的影响。发现并揭示了燃烧器内压力和温度的分布规律、尾管长度与脉动频率的关系、热负荷和瓦斯浓度与燃烧室温度之间的关系,并与实验结果进行了对比,发现计算值与实验值吻合较好,说明该模型能够预测低浓度瓦斯脉动燃烧特性。     

低浓度瓦斯氧化后冷热电联供方法

为了提高我国低浓度抽采瓦斯和乏风瓦斯的利用率,提出一种将低浓度瓦斯氧化并利用余热进行冷热电联供方法。该方法利用热逆流氧化技术实现对低浓度瓦斯高效氧化,抽取部分高温烟气生产高品位的蒸汽推动汽轮机发电,同时可从汽轮机抽取低压蒸汽,一部分用于供暖,一部分用于溴化锂吸收式制冷机制冷。分析表明,该方法实现了对低浓度瓦斯的有效氧化,减少了温室气体排放,并对余热实现了梯级利用,大大提高了系统的热能利用率,具有良好的推广应用价值。     

煤矿区低浓度煤层气含氧液化工艺技术研究

介绍了国内外低浓度煤层气含氧液化技术的研究现状,论述了煤矿区低浓度煤层气含氧液化工艺技术方案、安全保障措施等,对处理能力为4800 m3/d的低浓度煤层气含氧液化中试装置进行了性能考核,其工艺技术指标全面达到预期目标。     

低浓度瓦斯发电技术及应用

瓦斯是与煤炭共同伴生的优质洁净能源,同时也是一种温室气体,它的危害是CO2的21倍,国际清洁能源组织把瓦斯作为主要温室气体之一,要求各国尽可能降低煤矿向大气排放瓦斯。我国多数高瓦斯矿井煤层透气性差,为了提高抽采效果,多采用高负压、大流量抽采系统,这样势必造成漏气量增加,抽采瓦斯浓度降低,达不到瓦斯利用条件。胜利油田胜动集团研制成功500 kW低浓度瓦斯发电机组及相关配套装置,初步探索了一条低浓度瓦斯利用途径,并在潞安集团五阳煤矿安全运行三年。实践证明,只要安全管理到位,低浓度瓦斯发电技术是可行的。     

低浓度瓦斯利用促进了沿沟煤矿瓦斯抽采

为了确保低浓度瓦斯发电项目取得成功,沿沟采取了寻找瓦斯源、优化抽采方案、增加抽采工程量等技术措施,攻克了瓦斯抽采浓度过低、抽采瓦斯量不足的难关,保障了低浓度瓦斯发电项目的正常运行。     

改性活性炭吸附烟气脱硫的探索

针对活性炭吸附煤烟气脱硫这种重要的工艺方法进行了研究。采用了多种方法将活性炭进行改性处理,最终确定用硝酸银作为改性剂并采用微波加热对活性炭进行改性处理。实验结果表明,此种改性活性炭比原始的活性炭吸附SO2气体的效果好。     

丁集煤矿超低浓度瓦斯氧化供热技术应用研究

针对丁集煤矿抽放排空超低浓度瓦斯造成的能源浪费和环境污染，介绍了超低浓度瓦斯(甲烷浓度7%以下)回收利用技术，经配气掺混后瓦斯浓度降低至1.2%送入蓄热式氧化装置，生成900℃以上高温烟气，通过烟气余热锅炉生成中温中压蒸汽供背压式汽轮发电机组发电和供热，实现热电联产。描述了应用低浓度瓦斯二次掺混输送技术解决浓瓦斯安全输送问题的方法，应用瓦斯氧化低温热风回用技术提高蓄热氧化炉热效率的方法，以及应用背压式汽轮机和后置机组合热电联产技术解决机组平稳运行与丁集煤矿热负荷波动大难适应问题的方法。最后，分析了丁集煤矿超低浓瓦斯氧化利用工程的经济和社会效益。     

小型煤矿低浓度瓦斯发电技术及应用效果研究

针对云南富源县辖区内大量小型煤矿抽采的低浓度瓦斯未开展有效利用的问题，以区内某小型煤矿为背景，采用现场调研、分析归纳、理论计算相结合的方法对其低浓度瓦斯发电项目展开分析研究。研究表明，某小型煤矿低浓度瓦斯发电项目成功的关键是“瓦斯治理先行”理念主导下的气源保障综合技术体系。在气源得以保障的基础上，该小型煤矿低浓度瓦斯发电项目已经持续高效运行4年，每年创造经济收益约403.2万元，减排CO2约4.47万t；同时促进了煤矿瓦斯治理工作有效落实，提高了煤矿安全生产水平，保障了煤矿产量的达标。     

低浓度瓦斯发电站关键技术分析

为指导煤矿低浓度瓦斯发电站的正确设计和安全运行,以贵州某煤矿为例,对瓦斯燃料气源的赋存和供应进行研究,结合建设场地限制、用电负荷、电力接入等条件,从经济和技术方面开展了低浓度瓦斯发电站建设经济与关键技术分析,最终确定了发电站的瓦斯气源安全输送方式、装机容量、装机台数、站场布置与经济效益可行性。工程应用表明,干式低浓度瓦斯输送安全保障系统符合现场应用和安全要求,2×500 kW的装机规模容量能适应气源波动且经济合理,400 V电力接入和10 kV:35 kV升压变压器符合供配电条件,站场布局合理规范,满足发电站建设工程需求,节能减排的同时,具有良好的经济和社会效益。     

煤矿瓦斯抽放管道用阻爆阀门的研制

为了阻断瓦斯燃烧火焰或爆炸在抽放管道内的传播,消除低浓度瓦斯抽采的安全隐患,确保低浓度瓦斯抽采和利用系统的安全可靠,研制了煤矿瓦斯抽放管道用阻爆阀门。详细地描述了阻爆阀门的结构形式、组成部分、工作原理、主要参数及性能指标,并通过阻爆性能试验,给出具体的试验数据,试验研究得出:煤矿瓦斯抽放管道用阻爆阀门能够有效阻隔管道中气体爆炸,阻止火焰及压力传播,防止气体爆炸继续发展;适用于阻止瓦斯气体输送管道的燃烧与爆炸。