我国煤矿乏风瓦斯技术的发展与应用

姜 洋

我国煤矿乏风瓦斯技术的发展与应用

姜 洋

我国每年因采煤向大气排放大量的甲烷气体，其中90%由乏风瓦斯排出。煤矿乏风瓦斯技术是将原直接排放到大气中的瓦斯通过乏风甲烷氧化装置进行氧化反应后产生热能，并将其产生的热能综合利用。以2008年为例，我国通过乏风瓦斯排放的纯甲烷量为161亿m3，其热值相当于1 970万t标准煤。所以，如果能将乏风瓦斯加以利用，节能减排效果将十分显著。

根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》和“十一五”863计划资源环境技术领域的总体部署，2009年拟启动“煤矿乏风瓦斯分离与氧化利用关键技术与设备开发”重点项目。围绕煤矿乏风瓦斯分离、富集和高效氧化利用，开展技术研究和装备研发，并开发出具有自主知识产权的煤矿乏风瓦斯分离与高效利用有机结合的完整技术体系。2011年，我国首个乏风瓦斯利用项目在重庆能源集团松藻公司点火运行，该项目产生的社会效益相当于每年减少30万辆小轿车二氧化碳排放量。乏风瓦斯利用项目是利用国外煤矿排风瓦斯综合治理先进技术，将矿井风排瓦斯送到高温氧化装置进行高温氧化，销毁其中极低浓度的甲烷，并将产生的热能综合利用。这一项目每小时可处理乏风瓦斯37万m3，相当于每年减少近20万t的二氧化碳排放量，每年能产生直接经济效益1 600万元。

2009年9月，邯矿集团公司煤矿乏风瓦斯氧化利用项目被列入国家“863”计划重点项目研究课题以来，集团公司与北京科技大学、中国矿业大学、北京工业大学、常熟理工学院、淄博淄柴新能源公司等单位联合，分为6个课题组共同进行研究开发，分别在陶二矿、聚隆公司建立了40 000 m3/h和60 000 m3/h的乏风瓦斯氧化中试实验运行装置。经过3年的聚力攻关，共完成各项实验3 000余次，申请国家发明专利42项。2012年，该研究项目形成了具有自主知识产权的完整技术体系，总体技术水平达到国际先进水平，部分技术达到了国际领先水平，为下一步进入产业化运作奠定了坚实基础。2013年，潞安集团、阳煤集团、山煤集团与北京兴边富民清洁能源公司在太原签署煤矿乏风及低浓度瓦斯氧化发电项目的BOT投资建设合作合同。此次13个项目全部建成后，将形成总装机容量34万kW、年碳减排量1 580万t的分布式清洁能源体系。

煤矿乏风瓦斯利用技术在有效处理乏风瓦斯的同时，可以获取减排和节能收益，改变煤矿通风只支出没有效益的局面，这必将有力促进资源综合利用和煤矿通风的积极性，从而推进煤矿安全生产。

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