陽(yáng)煤集團(tuán)：低濃度瓦斯變“熱”源 —— 文章正文2017-05-02

 4月11日，由中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司（簡(jiǎn)稱重慶研究院）與山西陽(yáng)煤集團(tuán)共同舉辦的低濃度瓦斯蓄熱氧化熱能利用技術(shù)研討會(huì)，吸引了100多位來(lái)自煤炭、能源等部門(mén)和企業(yè)的負(fù)責(zé)人和專家。大家對(duì)陽(yáng)煤集團(tuán)五礦小南莊風(fēng)井旁的一套低濃度瓦斯蓄熱氧化井筒加熱系統(tǒng)充滿了興趣，并刨根問(wèn)底。

貴州水城礦業(yè)集團(tuán)通風(fēng)部副部長(zhǎng)楊秀科說(shuō)，20年前，他來(lái)過(guò)陽(yáng)煤集團(tuán)，當(dāng)時(shí)是為了學(xué)習(xí)井下高濃度瓦斯治理技術(shù)。這一次，是為了學(xué)習(xí)井上低濃度瓦斯利用技術(shù)，“一高一低，井下井上，都跟瓦斯有關(guān)”。

多種因素催生低濃度瓦斯利用項(xiàng)目

煤礦瓦斯是一種優(yōu)質(zhì)的清潔能源，也是一種溫室效應(yīng)氣體，其溫室效應(yīng)是二氧化碳的21倍。一般來(lái)說(shuō)，煤礦抽采的濃度高于10％的瓦斯，通常會(huì)用于發(fā)電、民用或工業(yè)生產(chǎn)，而濃度低于10％的瓦斯則會(huì)直接排到空中。我國(guó)每年有大量的井下抽采瓦斯因利用途徑有限而直接排到空中，特別是低濃度瓦斯。

重慶研究院董事長(zhǎng)邵軍表示，2016年，我國(guó)約有80億立方米的井下瓦斯因利用困難而直接排空。

作為山西五大煤炭集團(tuán)之一的陽(yáng)煤集團(tuán)，其發(fā)展過(guò)程中遇到的瓦斯治理和瓦斯利用難題在煤炭系統(tǒng)有一定的代表性。

“陽(yáng)煤集團(tuán)煤層氣開(kāi)發(fā)利用涵蓋民用、氧化鋁焙燒、煤泥烘干、大型燃?xì)忮仩t、壓縮瓦斯、液化瓦斯等領(lǐng)域。”談起瓦斯利用，陽(yáng)煤集團(tuán)總工程師令狐建設(shè)如數(shù)家珍，“但是，由于技術(shù)原因，低濃度瓦斯利用一直是我們的短板。”

隨著陽(yáng)泉礦區(qū)開(kāi)采深度增加，煤層瓦斯含量和瓦斯壓力隨之增加，瓦斯治理需求非常迫切。而本煤層由于透氣性差等因素導(dǎo)致抽采濃度低、抽采量少，抽采出來(lái)的瓦斯如何有效利用成了一大難題。

另外，在國(guó)家政策的要求下，10蒸噸及以下燃煤鍋爐面臨被淘汰的命運(yùn)。這也迫使陽(yáng)煤集團(tuán)尋求新的手段或途徑來(lái)填補(bǔ)燃煤鍋爐退出形成的市場(chǎng)需求空白。

“五礦是陽(yáng)煤集團(tuán)的主力生產(chǎn)礦井，小南莊進(jìn)風(fēng)井使用燃煤鍋爐用于冬季井筒加熱，廢氣排放量大，裝置運(yùn)行面臨巨大的環(huán)保壓力；位于小南莊工業(yè)站場(chǎng)的泵站主要抽采本煤層低濃度瓦斯，瓦斯抽采后直接排空，沒(méi)有充分回收利用。”五礦礦長(zhǎng)寧斌說(shuō)。

為了破解低濃度瓦斯利用難題，陽(yáng)煤集團(tuán)積極主動(dòng)尋求各種解決辦法，在國(guó)內(nèi)廣泛尋求合作伙伴，最終與重慶研究院一拍即合，開(kāi)始對(duì)五礦低濃度瓦斯蓄熱氧化井筒加熱項(xiàng)目進(jìn)行研究。

將濃度低于10％的瓦斯利用起來(lái)

從2008年開(kāi)始，重慶研究院依托國(guó)家科技重大專項(xiàng)對(duì)低濃度瓦斯蓄熱氧化熱能利用成套技術(shù)進(jìn)行了研究。

2016年9月，陽(yáng)煤集團(tuán)與重慶研究院合作，采用重慶研究院自主研發(fā)的低濃度瓦斯蓄熱氧化熱能利用成套技術(shù)，使低濃度瓦斯在混配裝置中經(jīng)過(guò)智能混配后，再經(jīng)蓄熱氧化裝置氧化產(chǎn)生高溫?zé)煔?，熱能?jīng)處理后一部分用于給井筒進(jìn)風(fēng)加熱，另一部分用于給建筑物供暖。

“低濃度瓦斯蓄熱氧化井筒加熱系統(tǒng)包括多床立式結(jié)構(gòu)蓄熱氧化裝置、可靠均勻的自動(dòng)配氣系統(tǒng)、輸送安全保障系統(tǒng)、熱能分配及利用系統(tǒng)和綜合運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)。”重慶研究院研究員孫東玲說(shuō)，“10年磨一劍，該項(xiàng)目最終研制出低濃度瓦斯蓄熱氧化熱能利用成套技術(shù)與裝備，獲得授權(quán)發(fā)明專利10項(xiàng)、實(shí)用新型專利5項(xiàng)。”

隨著低濃度瓦斯蓄熱氧化熱能利用技術(shù)的應(yīng)用，陽(yáng)煤集團(tuán)供暖熱水鍋爐的問(wèn)題迎刃而解：在整個(gè)供暖期間，最低氣溫在零下13攝氏度，而井下溫度均在5攝氏度以上，完全取代了燃煤熱風(fēng)爐；供暖出水溫度均在70攝氏度以上，完全取代了原來(lái)的供暖熱水鍋爐。

低濃度瓦斯蓄熱氧化井筒加熱系統(tǒng)供熱功率達(dá)4800千瓦，滿足了每分鐘1萬(wàn)立方米進(jìn)風(fēng)量的井筒防凍及站場(chǎng)7000平方米的建筑物供暖需求。陽(yáng)煤集團(tuán)一個(gè)供暖季可節(jié)約標(biāo)煤3200噸，減排甲烷260萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方米，相當(dāng)于減排二氧化碳當(dāng)量3．6萬(wàn)噸。

同時(shí)，低濃度瓦斯蓄熱氧化熱能利用系統(tǒng)運(yùn)行不產(chǎn)生固體廢物和廢水，產(chǎn)生的廢氣經(jīng)由原來(lái)燃煤鍋爐排氣筒排出。由于將瓦斯的主要成分甲烷充分熱分解，排出的氣體成分和空氣十分接近。

邵軍說(shuō)，低濃度瓦斯蓄熱氧化井筒加熱項(xiàng)目可為煤礦提供熱、電、冷等多種產(chǎn)品，以解決煤泥烘干、井筒加熱、生產(chǎn)用電、井下制冷，生產(chǎn)生活用熱水等問(wèn)題，應(yīng)用前景廣闊。

記者了解到，在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，陽(yáng)煤集團(tuán)能獲取瓦斯利用補(bǔ)貼100萬(wàn)元。如果瓦斯碳匯進(jìn)入碳交易市場(chǎng)，陽(yáng)煤集團(tuán)還將有100多萬(wàn)元的年收益。

“低濃度瓦斯蓄熱氧化井筒加熱項(xiàng)目，既響應(yīng)了黨中央節(jié)能減排的號(hào)召，將排空的低濃度瓦斯回收利用，又解決了煤礦燃煤鍋爐被淘汰后，井筒加熱急需替代方式的難題。”陽(yáng)煤集團(tuán)總經(jīng)理裴西平說(shuō)。

業(yè)內(nèi)專家指出，陽(yáng)煤集團(tuán)與重慶研究院將濃度低于10％的瓦斯利用起來(lái)，開(kāi)辟了低濃度瓦斯利用新時(shí)代，為全國(guó)煤礦抽采瓦斯實(shí)現(xiàn)梯級(jí)利用、瓦斯零排放、產(chǎn)煤不用煤提供了有效的技術(shù)支撐。

未來(lái)，通過(guò)推廣應(yīng)用低濃度瓦斯蓄熱氧化熱能利用成套技術(shù)，陽(yáng)煤集團(tuán)的瓦斯利用量將得到提升。預(yù)計(jì)到2020年，陽(yáng)煤集團(tuán)瓦斯開(kāi)采總純量將達(dá)到26億立方米，利用總純量將達(dá)到20億立方米，綜合利用率將達(dá)到80％以上。