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煤矿风井排出瓦斯的回收利用

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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,有进展前途。为了进一步保证煤矿安全生产,需要向煤矿井下供应大量的新奇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。美国环保总署估量,以 2025 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。有的技术采纳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。还有开发商正在讨论瓦斯浓度 0.8%或更低的排风瓦斯的利用技术。假如瓦斯浓度高,这些透平使用排风瓦斯的数量可达全...

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