瓦斯利用技术现状及其潜力

孙增亮

(贵州连云矿业有限公司，贵州 毕节 551800)

全球气候变暖已经成为国际最为重视的主题之一，温室气体的大量排放对人类生存环境造成了严重的威胁，能源的浪费与污染的问题逐渐得到人类关注。为了缓解全球气候变暖的环境问题以及提高洁净能源的利用率，我国着力于开发与研究煤矿通风瓦斯的应用工作。煤矿中的通风瓦斯的利用具有着能源节约以及降低污染双重的效应。在本文中，探讨了煤矿通风瓦斯利用技术的应用现状，并对煤矿通风瓦斯利用技术的可持续发展进行分析。

1.作为辅助燃料的技术及其应用

煤矿通风瓦斯可以作为辅助的燃料进行应用，它的原理就是用乏风代替助燃空气，这样可以减少主燃料的使用量。如果在乏风中，通风瓦斯的甲烷浓度低于一定程度的时候，其自燃温度会升高超过1000摄氏度，因此为了降低投入成本，使用辅助燃料的时候通常要求其浓度要比主燃料的要低。

1.1 燃气轮机。通过压缩机可以将煤矿的通风瓦斯直接运送到燃气轮机的燃烧室中。我们可以把通风瓦斯和主燃料在燃烧室进行点燃，这样就会节省部分主燃料的费用。在美国曾经对这方面进行了深入的研究。还有西北燃料公司开发了天然气燃气轮机，通过乏风的条件对空气进行燃烧，从而进行发电。

1.2 内燃发动机。内燃发动机有两种，一种是迪塞尔发动机，另一种是火花塞发动机，都是通过对燃气的利用来进行发电的。内燃发动机对于矿井而言，有利于使用乏风换取空气，以减少新鲜空气的使用。目前，在煤矿瓦斯应用中比较有效的是作为内燃机的辅助型燃料。

1.3 其它辅助应用技术。通常对于辅助燃料而言，其应用的条件要求靠近用风池的位置，因此从某种程度上而言也对煤矿中通风瓦斯的应用范围进行了限制。

2.作为主燃料的技术及应用

主燃料应用技术主要有2类，一种是热力双向流反应器，另一种是催化媒双向流反应器。

2.1 热力双向流反应器 (TI、RR)。该技术的主要功能在于消除有机挥发物，将所排放出来的有机挥发物进行氧化并且产生热能的一种工艺技术。目前，已经存在了多套关于有机挥发物和有害气体排放的处理系统。其应用原理是气体与固体之间实现再生热交换。

2.2 催化媒双向流反应器 (CH汛)。该技术是由加拿大矿产与能源技术中心进行设想与开发的，通过该项技术可以对煤矿通风瓦斯进行有效的利用。在该项技术的后续开发中，提出了使用催化媒来进行降温。经过对这种技术的实践与应用，取得初步效果。

2.3 稀薄燃气轮机。稀薄燃气轮机由澳大利亚的能源开发公司所开发，其要求燃料浓度极其低，仅为1.6%，因此当该汽轮机在燃烧的时候，其外部燃烧器仅仅需要比较低的温度就可以进行燃烧，相对与常规的汽轮机而言更有优势，有利于避免NOX的产生。

2.4 带催化燃烧室的稀薄气轮机。催化燃烧气轮机的开发产地是在澳大利亚，这是一种使用极其稀薄的燃料作为进气的汽轮机，当稀薄的燃料进入汽轮机后，在汽轮机内被压缩，并在催化燃烧室中燃烧。

2.5 稀薄燃料催化微型气轮机。微型系列气轮机由美国气轮机公司所开发，所利用浓度低于1.0%，容量大于100kW。

3.煤矿通风瓦斯的应用前景

随着全球变暖越来越严重，人类已经意识到地球环境正在受到严重的破坏，我们的生存环境正遭遇日益严重的威胁。目前，在国际组织以及国家的发展协议中都明显谈及了关于全球气候变暖这个重大议题。在《京都议定书》中，共有149个国家针对全球气候变暖这个议题赞同通过协议，以希望通过该协议来在全球范围内共同对全球气候变暖这个严重的环境问题进行阻止。其核心内容在于对于发达国家与发展中国家之间在减排成本投入方面进行协调，有利于发达国家降低其原本高额的投入成本，也有利于发展中国家利用及安排成本的比较优势来从发达国家获取资金，已实现双赢的目的。

在我国，排放到空气中的甲烷总量已经高达170亿m，如果通过通风瓦斯对这些气体进行重新的利用，可想而知这可以实现大量的资源节约。从统计数字上看明确的显示出，通风瓦斯具有理想的环保效应。通常，安全事故的发生原因在于煤矿的通风程度不足所造成，通过通风瓦斯的使用可以很大程度的减少这种情况的发生。从而有利于实现气体的洁净排放，这对于全球气候变暖的环境问题具有极为明显的缓解作用。煤矿通风瓦斯处理技术的出现不仅改变了由于煤矿通风的支出而出现效益降低甚至没有效益的局面，而且具有理想的经济效益。

总结

综上所述，煤矿通风瓦斯所具有的应用价值极其高，应当对煤矿通风瓦斯的开发与应用予以重视，加强对该项新型技术的宣传，让人们深刻认识到煤矿通风瓦斯能够提高能源利用率的重要作用。然而，目前在我国里对煤矿通风瓦斯的相关研究尚未成熟，缺乏自身的应用理论以及技术，迫切需要相关的科研工作人员，科技研究学者与生产企业应当积极投入该技术的研究当中，联合开展系统化的研究工作，从我国现阶段的基本国情出发，开发出符合我国社会主义市场经济发展需求的煤矿通风瓦斯的利用技术以及相关的项目。在煤矿中应用通风瓦斯的处理和利用技术，可以加快煤矿通风瓦斯这个新能源的利用，减少煤矿中温室气体排放量。所以，这种技术的研发既保护了环境又为煤矿的可持续发展做出了贡献。

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