科技成果-超低濃度煤礦乏風(fēng)瓦斯氧化利用技術(shù)

科技成果一一超低濃度煤礦乏風(fēng)瓦斯氧化利用技術(shù)適用范圍煤炭行業(yè)乏風(fēng)、超低濃度瓦斯以及垃圾填埋場等排出的低濃度甲烷或其它揮發(fā)性有機(jī)化合物行業(yè)現(xiàn)狀煤礦通風(fēng)瓦斯俗稱“乏風(fēng)”，所含甲烷濃度在0.75%以下。據(jù)統(tǒng)計，我國煤礦每年排放的甲烷中，礦井乏風(fēng)占80%左右，約為150億m3,其產(chǎn)生的溫室氣體效應(yīng)約為2億tCO2當(dāng)量。乏風(fēng)回收利用的技術(shù)問題一直沒有得到很好的解決，大量乏風(fēng)直接排放不僅浪費了能源，而且對環(huán)境也會產(chǎn)生不容忽視的影響。目前該技術(shù)可實現(xiàn)節(jié)能量3萬tce/a，減排約8萬tCO2/a。成果簡介1、技術(shù)原理該技術(shù)采用逆流氧化反應(yīng)技術(shù)(不添加催化劑)對煤礦乏風(fēng)中的甲烷進(jìn)行氧化反應(yīng)處理，也可將低濃度抽排瓦斯兌入乏風(fēng)中一并氧化處理，提高乏風(fēng)的利用效率。氧化裝置主要由固定式逆流氧化床和控制系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。通過排氣蓄熱、進(jìn)氣預(yù)熱、進(jìn)排氣交換逆循環(huán)，實現(xiàn)通風(fēng)瓦斯周期性自熱氧化反應(yīng)。同時，通過采用適合在周期性雙向逆流冷、熱交變狀態(tài)下穩(wěn)定可靠提取氧化床內(nèi)氧化熱量的蒸汽鍋爐系統(tǒng)，產(chǎn)生飽和蒸汽用于制熱或產(chǎn)生過熱蒸汽發(fā)電。2、關(guān)鍵技術(shù)蜂窩陶瓷組合式大尺度立式氧化床技術(shù);乏風(fēng)流量分配技術(shù)；加熱啟動技術(shù)；大通徑整體式角行程乏風(fēng)氣體換向技術(shù)；瓦斯氧化熱量提取技術(shù)；乏風(fēng)瓦斯?jié)舛日{(diào)節(jié)技術(shù)；氧化床溫度場準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)控制技術(shù)。主要技術(shù)指標(biāo)1、 持續(xù)功率：800kW；2、 穩(wěn)定運行的最低瓦斯?jié)舛萕0.3%；3、 甲烷氧化率N97%；4、 進(jìn)出口氣體溫差W40°C；5、 進(jìn)出口氣體阻力損失W4000Pa；6、 換向閥切換耗時W3秒；連續(xù)工作3個月；故障低于2次。技術(shù)水平該技術(shù)在研發(fā)過程中共獲得發(fā)明專利6項，實用新型專利13項。2010年11月27日，“40000m3/h立式煤礦乏風(fēng)瓦斯氧化裝置”項目通過了由中國煤炭工業(yè)協(xié)會組織的技術(shù)鑒定會。2012年，“煤礦乏風(fēng)瓦斯氧化利用關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備開發(fā)”通過了國家“863計劃”課題驗收。2010年，40000m3/h乏風(fēng)氧化裝置在冀中能源集團(tuán)邯鄲礦業(yè)集團(tuán)有限公司下屬的陶二煤礦進(jìn)行了長達(dá)8個月的工業(yè)示范性運行。2012年上半年，60000m3/h乏風(fēng)氧化裝置在邯礦集團(tuán)下屬煤礦進(jìn)行了為期三個月的試運行，并成功制取了穩(wěn)定的過熱蒸汽，可以配套汽輪機(jī)發(fā)電。這些示范項目的成功運行，表明了目前國內(nèi)乏風(fēng)氧化裝置的技術(shù)已經(jīng)基本成熟，可以進(jìn)行推廣應(yīng)用。典型案例應(yīng)用單位：邯鄲礦業(yè)集團(tuán)有限公司聚隆煤礦節(jié)能改造情況：項目建設(shè)以1臺40000ms/h乏風(fēng)氧化裝置為核心設(shè)備的乏風(fēng)瓦斯氧化利用示范工程，項目工程總占地面積約1500m2,其中建設(shè)廠房500m2。節(jié)能效果：1臺40000m3/h乏風(fēng)氧化裝置實現(xiàn)每小時銷毀乏風(fēng)4萬m3，生產(chǎn)蒸汽3t，發(fā)電510kW，設(shè)備年運行7200小時，每年節(jié)約812.7tce。經(jīng)濟(jì)效益：項目投資約為1100萬元，每年收益150.9萬元，投資回收期約