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低浓度瓦斯变身清洁能源--国内最大瓦斯提浓装置在晋煤建成投运

2014-04-01 13:48:06

(本文在中国化工报刊登,2014328日,第二版)

本报讯(记者姜小毛)325日,上海华西化工科技有限公司宣布,由该公司完成工程设计的山西晋城煤业集团成庄矿12000Nm3/h瓦斯提浓装置于39日顺利开车,一次试车成功,生产出合格的产品,已经实现连续运行半个月,并即将正常投产。使低浓度瓦斯变废为宝变成清洁能源成为现实。

据介绍,成庄矿12000Nm3/h瓦斯提浓装置为山西省首例开发利用25%浓度以下瓦斯气的装置,也是我国自主知识产权技术建成的最大瓦斯提浓项目之一。该项目采用的核心技术为上海汉兴能源科技有限公司自主开发的低浓度瓦斯气浓缩提纯专利技术,由上海华西化工科技有限公司和安徽华东化工医药工程有限责任公司实施工程技术转化。项目把CH4含量仅为10%~13%左右的瓦斯气进行提浓,生产出CH4含量为35%的富甲烷产品供城市燃气或发电用,年产量34000Nm3

据上海汉兴能源总经理吴芳介绍,这项技术的创新点在于:突破性的采用低压分离思路,在不加压条件下分离甲烷和空气,使系统处于相对安全状态,且相对运行费用最低;开发出的低压下分离CH4N?O?高效吸附剂使得微压瓦斯提浓工艺得以实现;全系统应用了多层复杂的静电消除设施,使带电面积不大于25cm2,确保整个系统安全;实现了将瓦斯中CH4含量从10%~13%一次浓缩达到30%以上。

吴芳告诉记者,目前我国低浓度瓦斯利用存在不少难题:一是低浓度下瓦斯属于爆炸性气体,且含有较高的O?,按照常规的吸附分离技术需要在加压下进行,但在瓦斯气源条件下,势必加大安全风险。二是对于瓦斯气而言,主要的成分是CH4N?O?组分,而CH4N?O?性质很接近,常规吸附剂对CH4的选择性很弱,难以实现CH4N?O?的有效分离。

该项目的建成将开创山西省煤矿25%浓度以下低浓度瓦斯开发利用的先例,若经二期再次提浓后CH4浓度可达95%以上,可广泛应用在工业燃料、民用燃料、车辆船舶的动力燃料和化工原料等领域,市场前景广阔。对调整我国能源结构、节能减排等方面都具有重要意义。

据了解,长期以来,因受《煤矿安全规程》(瓦斯利用时CH4浓度应不低于30%)的限制,CH4浓度低于30%的瓦斯(以下称低浓瓦斯)绝大部分没有得到利用。煤矿生产企业一方面把低浓瓦斯直接放空,另一方面已建成的可利用瓦斯项目又不能充分发挥生产能力,特别是民用燃气项目还会出现气源短缺现象。由此产生严重的环境污染和能源浪费,造成极大经济损失。

据不完全统计,我国每年在采煤的同时排放的纯瓦斯近200亿m3,其中甲烷浓度低于30%的瓦斯(包括抽排与风排瓦斯)约为150亿m3,与“西气东输”量相当,其热值相当于750万吨标准煤,直接排空产生的温室气体效应约为2亿吨二氧化碳当量。其中,山西省甲烷浓度30%以下瓦斯抽排量约20亿m3,其热值相当于100万吨标准煤,直接排空产生的温室气体效应相当于0.267亿吨二氧化碳当量。

吴芳告诉记者,导致这一结果的一个重要的原因,就是低浓度瓦斯没有得到很好的应用。作为我国为煤炭第一大省的山西省,如果能把目前大量抽放排空的低浓度煤矿瓦斯进行开发利用,不仅可以减少甲烷排放对环境的污染,还可以给煤矿带来较好的经济效益。

吴芳表示,晋煤集团成庄矿瓦斯提浓示范装置的一次开车成功,为煤炭和煤层气资源大省山西的煤矿低浓瓦斯综合利用提供了非常好的途径。既有经济效益,又有社会效益,减少了环境污染。瓦斯提浓工艺的成功实施,也将会对矿区带来积极的示范作用,对开创国内瓦斯综合利用的新局面具有巨大的促进作用。

据悉,该技术已经通过了由中国工程院院士、全国瓦斯治理工程研究中心主任袁亮院士组成的专家小组进行的科学技术成果鉴定,并获得省级科技成果证书。




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