我國煤礦乏風瓦斯技術的發展與應用

姜 洋

我國煤礦乏風瓦斯技術的發展與應用

姜 洋

我國每年因采煤向大氣排放大量的甲烷氣體，其中90%由乏風瓦斯排出。煤礦乏風瓦斯技術是將原直接排放到大氣中的瓦斯通過乏風甲烷氧化裝置進行氧化反應后產生熱能，并將其產生的熱能綜合利用。以2008年為例，我國通過乏風瓦斯排放的純甲烷量為161億m3，其熱值相當于1 970萬t標準煤。所以，如果能將乏風瓦斯加以利用，節能減排效果將十分顯著。

根據《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020年)》和“十一五”863計劃資源環境技術領域的總體部署，2009年擬啟動“煤礦乏風瓦斯分離與氧化利用關鍵技術與設備開發”重點項目。圍繞煤礦乏風瓦斯分離、富集和高效氧化利用，開展技術研究和裝備研發，并開發出具有自主知識產權的煤礦乏風瓦斯分離與高效利用有機結合的完整技術體系。2011年，我國首個乏風瓦斯利用項目在重慶能源集團松藻公司點火運行，該項目產生的社會效益相當于每年減少30萬輛小轎車二氧化碳排放量。乏風瓦斯利用項目是利用國外煤礦排風瓦斯綜合治理先進技術，將礦井風排瓦斯送到高溫氧化裝置進行高溫氧化，銷毀其中極低濃度的甲烷，并將產生的熱能綜合利用。這一項目每小時可處理乏風瓦斯37萬m3，相當于每年減少近20萬t的二氧化碳排放量，每年能產生直接經濟效益1 600萬元。

2009年9月，邯礦集團公司煤礦乏風瓦斯氧化利用項目被列入國家“863”計劃重點項目研究課題以來，集團公司與北京科技大學、中國礦業大學、北京工業大學、常熟理工學院、淄博淄柴新能源公司等單位聯合，分為6個課題組共同進行研究開發，分別在陶二礦、聚隆公司建立了40 000 m3/h和60 000 m3/h的乏風瓦斯氧化中試實驗運行裝置。經過3年的聚力攻關，共完成各項實驗3 000余次，申請國家發明專利42項。2012年，該研究項目形成了具有自主知識產權的完整技術體系，總體技術水平達到國際先進水平，部分技術達到了國際領先水平，為下一步進入產業化運作奠定了堅實基礎。2013年，潞安集團、陽煤集團、山煤集團與北京興邊富民清潔能源公司在太原簽署煤礦乏風及低濃度瓦斯氧化發電項目的BOT投資建設合作合同。此次13個項目全部建成后，將形成總裝機容量34萬kW、年碳減排量1 580萬t的分布式清潔能源體系。

煤礦乏風瓦斯利用技術在有效處理乏風瓦斯的同時，可以獲取減排和節能收益，改變煤礦通風只支出沒有效益的局面，這必將有力促進資源綜合利用和煤礦通風的積極性，從而推進煤礦安全生產。

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