煤矿风井排出瓦斯的回收利用.docx

煤矿风井排出瓦斯的回收利用煤矿风井排出瓦斯的回收利用煤矿风井排风中含有大量瓦斯。由于瓦斯被稀释，一般浓度大于 0.5，常规利用煤矿瓦斯的技术都是行不通的。最近，美国环保总署和有关单位分析、鉴定并证实氧化煤矿排风瓦斯的一些技术还是可行的，有发展前途。为保证煤矿安全生产，需要向煤矿井下供应大量的新鲜空气来稀释沼气浓度，排除有害气体。这就要靠通风手段。几乎所有煤矿排风瓦斯都直接排放到大气中，不仅造成环境污染，而且浪费了大量可利用的瓦斯资源。美国环保总署估计，以 2002 年为例，全球全年的煤矿通风瓦斯排放量在 173 亿立方米以上，相当于把 2.37 亿吨二氧化碳排放到大气中。其中 11 个主要产煤国家占 88以上：中国排在第一位，达 67 亿立方米，以下依次是，美国 26 亿立方米，乌克兰 22 亿立方米，俄罗斯和澳大利亚各 7 亿立方米，波兰和哈萨克斯坦分别达到 4 亿立方米和 3 亿立方米。氧化煤矿排风瓦斯有多种技术可资利用。美国环保署正在评估最佳风流、沼气浓度和市场的有效利用范围。最有前途的是风流反向反应器技术。这一技术是利用瓦斯和热交换器介质坚硬床层间再生热交换原理，排风瓦斯从一个方向流入，经过反应器，温度升高，直到瓦斯被氧化。氧化瓦斯的热产品继续朝坚硬床层远侧流动时，失去热量，直到风流自动反向，最后排放出空气、二氧化碳、水和热量。热量可向当地供热，或煤气透平发电。根据实验和现场经验，风流反向反应器可以在排风瓦斯浓度低达 0.1的情况下维持运转。在美国，这项已属成熟的技术即将投入商业应用。矿井排风瓦斯也能直接作为发电的燃料气体。商业应用已证实技术上是可行的，工艺也很简单，尽管其在减少温室气体的数量上受到一定限制。澳大利亚安平煤矿就利用 10的排风瓦斯供许多内燃机使用。排风瓦斯（浓度 0.7）无需加工，可直接进入以煤矿瓦斯和老塘瓦斯（必要时加天然气）为主要燃料的内燃发动机和发电机机组发电使用。有些公司已经成为或正在开发以排风瓦斯为主要燃料的瓦斯透平。有的技术采用催化剂使排风瓦斯燃烧，有的技术则是使瓦斯在外部燃烧器上进行而不用催化剂，但这样做的效果要比标准透平温度低一些，因而还存在燃烧不充分的问题。目前，有开发商称，他们能利用瓦斯浓度 1至 1.6的矿井排风瓦斯，或矿井排风瓦斯和高浓度煤气的混合物。还有开发商正在研究瓦斯浓度 0.8或更低的排风瓦斯的利用技术。如果瓦斯浓度高，这些透平使用排风瓦斯的数量可达全部燃料的 80，而浓度低时，仅可用到全部燃料的 20。业已开发即将示范的另一种利用排风瓦斯的技术，是在转炉内煤矸石和排风瓦斯共同燃烧的设备，得到的热量可满足 1.2 兆瓦瓦斯透平动力的需要。根据煤矸石排风瓦斯的比例不同，该设备可作为利用排风瓦斯的辅助技术或主要技术。它不需要补充瓦斯或增加排风瓦斯浓度就可以维持运行。浓缩器是另一种经济利用排风瓦斯的新技术。一台浓缩器可以将排风瓦斯的浓度提高 20 倍。这对于同低浓度排风瓦斯掺和用于低级燃料透平可能有利，或者提高浓度达到未稀释瓦斯的水平加以利用。关键在于如何提高增大排风瓦斯浓度的效率，目前，虽然提高增大排风瓦斯浓度 0.1至 1.0效率的试验已取得了一定进展，但还不理想。另外还有多种方法利用排风瓦斯生产蛋白质，补充动物饲料。利用排风瓦斯发电，或者利用排风瓦斯减少温室气体排放，不但能够大大改善环境，变废为宝，而且还可从中获得可观的经济收益，排风瓦斯利用技术拥有的经济意义和现实意义是不容质疑的。