二氧化碳防治煤火技术研究

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浅论燃煤电厂烟气二氧化碳减排技术

浅论燃煤电厂烟气二氧化碳减排技术

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山 西 化 工 sxhxgy@ 163.tom
第 36卷
发 展前 景十分 广 阔l _3 ]。
供 热 。
3 整体 煤 气 化 联 合 循 环 发 电技 术
5 捕集 分 离技 术
整体煤 气化 联合 循 环 发 电系 统 (简 称 IGCC)是 一 种 较为 先进 的动 力 系统 ,其技 术 也 是 较 为先 进 的 发 电技术 之一 ,在 目前 的燃 煤 电厂 中有 着 十 分重 要 的作 用 ,不仅能 够提 高发 电效率 ,而 且具有 十分 环保 的性 能 。总 体来 说 ,IGCC 的发 电 效 率 与 超 临界 机 组 的发 电效率 不分 伯 仲 ,并 且 其 发 电效 率 还 在 逐 渐 提 高 。 同时 ,这种 技术可 以使 污染 物趋 于零 排放 ,对 环保 和低碳 发展 有着重 要作 用 。
中图分类 号 :X701;X773 文献标识码 :A 文章编号 :1004.7050(2016)03—0073.02
温 室效 应 引起 的气 候 变 化 越 来 越 明显 ,在 所 有 能够 产 生二 氧化 碳 的行 业 中 ,燃 煤 电厂 是 二 氧 化 碳 最大 的 排放 源 ,为 了 改善 温 室 效 应 所 引 起 的气 候 变 化状 况 ,必 须要 进 行 二 氧 化 碳 的 减 排 。在 目前 的燃 煤 电厂 中 ,对二 氧 化碳 的减 排 工作 主要 是 对 工 艺 流 程进 行 有效 控制 ,以先进 的技术 为依 托 ,通过 创新 和 改造 来 降低 二 氧化 碳 的排 量 ]。
2 循 环 流 化 床 技 术
循 环 流化 床技 术是 指将 小颗 粒煤 与空 气置 于 同 一 炉 膛 内 ,并 使其 保持 沸腾 的状 态 。即 ,密度较 大 的 小颗 粒悬 浮煤 与高 速气 流充 分接 触燃 烧 。这种 技术 与普 通 的燃烧 技术 相 比优点 非 常多 :第一 ,燃烧 适应 性广 ,能 够适 应各 种煤 种 ,对 燃料 的选 择没 有硬 性要 求 ;第 二 ,污染 物排 放 少 ,由于循 环 流 化 床 技 术 是指 煤颗 粒 的燃烧 ,所 以 其 能够 将 燃 烧 不 充 分燃 料再 进 行充 分 的燃烧 ,有 效 减 少 了污 染 物 的排 放 量 ;第 三 , 锅炉 负荷 适应 性 强 ;第 四 ,燃 料 制 备 系 统 简单 ,与普 通 的煤粉 炉相 比 ,循 环 流 化床 锅 炉 没 有 过 于 复 杂 的 制 粉系统 ,其 燃烧 制 备 系 统 只需 要 具 有 简 单 的 干燥 以及 破碎 装 置 即可 。

煤对二氧化碳化学反应性的测定及影响因素

煤对二氧化碳化学反应性的测定及影响因素

煤对二氧化碳化学反应性的测定及影响因素煤对二氧化碳的化学反应性一直是能源领域的研究热点之一。

随着全球温室气体排放的不断增加,人们对于煤炭燃烧产生的二氧化碳排放越来越关注。

研究煤对二氧化碳的化学反应性及其影响因素对于减缓气候变化具有重要的意义。

一、煤对二氧化碳的化学反应性测定煤是一种含碳丰富的矿物质,其中大部分碳以有机形式存在。

当煤燃烧时,碳与空气中的氧气发生化学反应,生成二氧化碳和水蒸气。

研究煤对二氧化碳的化学反应性,通常采用实验室实验方法进行测定。

1.实验装置测定煤对二氧化碳的化学反应性,通常需要构建一个恒温恒压的反应装置。

该装置通常由高压容器、恒温箱、压力传感器、温度传感器等组成。

在实验进行时,可以在高压容器中加入一定量的煤和二氧化碳气体,通过控制恒温箱的温度和压力,观察煤与二氧化碳的反应情况。

2.实验方法在实验中,研究人员通常会选择不同种类、不同品位的煤样进行实验,以观察煤对二氧化碳的化学反应性的差异。

实验过程中需要记录下二氧化碳的压力变化和温度变化,以及反应后煤样的质量变化。

通过实验数据的分析,可以获得煤对二氧化碳的化学反应动力学参数。

3.数据处理实验完成后,研究人员需要将实验数据进行分析和处理,得出煤对二氧化碳的化学反应速率常数、反应活化能等参数。

这些参数可以帮助研究人员了解煤对二氧化碳的化学反应性能,并为进一步的研究提供基础。

二、影响煤对二氧化碳化学反应性的因素煤对二氧化碳的化学反应性受到多种因素的影响,包括煤的品位、煤的矿物组成、温度和压力等因素。

1.煤的品位煤的品位是指煤中的可燃物质含量,通常用挥发分和灰分的含量来表示。

煤的挥发分含量越高,煤样中可燃物质含量越高,煤对二氧化碳的化学反应性也越强。

2.煤的矿物组成煤中除了含有可燃物质外,还含有一定量的矿物质。

煤的矿物组成对煤对二氧化碳的化学反应性也有影响。

一些矿物质可能对二氧化碳的吸附和反应起到促进或者抑制作用。

3.温度和压力温度和压力是影响煤对二氧化碳化学反应性的重要因素。

《不同状态的二氧化碳对煤层气的驱替研究》范文

《不同状态的二氧化碳对煤层气的驱替研究》范文

《不同状态的二氧化碳对煤层气的驱替研究》篇一一、引言煤层气是一种在煤炭地下储层中赋存的天然气,主要由甲烷组成。

而二氧化碳作为一种常见的温室气体,其与煤层气的相互作用和驱替效应是当前环境与能源领域的研究热点。

本篇论文主要针对不同状态的二氧化碳对煤层气的驱替效果进行实验研究与探讨,以提供更多的理论基础与实际操作经验。

二、二氧化碳的不同状态及其影响二氧化碳是一种特殊的物质,其状态受到温度和压力的影响,主要存在气态、液态和固态三种状态。

在煤层气驱替的研究中,不同状态的二氧化碳具有不同的驱替效果。

1. 气态二氧化碳:气态二氧化碳的扩散能力强,可以迅速进入煤层微孔隙中,降低煤层气的压力,进而驱替出更多的煤层气。

2. 液态二氧化碳:液态二氧化碳的密度大,能够更好地渗透到煤层深处的孔隙中,对煤层气的驱替效果更为明显。

同时,液态二氧化碳在注入过程中会迅速转化为气态,产生较大的体积膨胀效应,进一步驱替煤层气。

3. 固态二氧化碳(干冰):固态二氧化碳通过升华作用迅速转化为气态,能够快速降低煤层气的温度和压力,有助于驱替出部分吸附在煤基质表面的煤层气。

三、实验研究方法与步骤本研究采用实验模拟的方式,对不同状态的二氧化碳在煤层中的驱替效果进行研究。

实验主要步骤如下:1. 制备不同状态的二氧化碳:根据需要,将二氧化碳制备为气态、液态和固态。

2. 选择实验煤样:选择具有代表性的煤样作为实验对象。

3. 设定实验条件:设定不同的温度、压力等实验条件。

4. 进行实验:将不同状态的二氧化碳分别注入煤样中,观察并记录煤层气的驱替效果。

5. 数据处理与分析:对实验数据进行处理与分析,得出不同状态二氧化碳的驱替效果及影响因素。

四、实验结果与讨论通过对不同状态二氧化碳的驱替实验,我们得出以下结论:1. 气态二氧化碳的驱替效果主要体现在煤层表面的微孔隙中,对于深部孔隙的驱替效果相对较弱。

2. 液态二氧化碳的驱替效果最为明显,能够有效地渗透到煤层的深部孔隙中,对煤层气的驱替作用显著。

煤矿防灭火技术研究

煤矿防灭火技术研究

煤矿防灭火技术研究随着煤矿行业的发展,火灾事故已经成为煤矿安全管理工作中的一大挑战。

为了提高煤矿安全性能,研究和探索煤矿防灭火技术势在必行。

本文将从不同角度对煤矿防灭火技术的研究进行探讨,并介绍一些有效的防灭火措施。

1. 火灾发生机制分析在研究煤矿防灭火技术之前,我们首先需要了解火灾发生的机制。

煤矿火灾一般分为瓦斯火灾、煤尘火灾以及瓦斯与煤尘共同作用的火灾三种类型。

瓦斯火灾主要是由于瓦斯积聚到一定浓度后被点燃引起的,煤尘火灾则是由于煤矿周围的可燃尘埃浓度过高,被火源直接点燃而引发。

因此,针对不同的火灾类型,我们需要采取不同的防灭火措施。

2. 瓦斯火灾防治技术2.1 瓦斯抽放技术通过对瓦斯的抽放,可以降低其在矿井内的浓度,有效防止瓦斯积聚达到爆炸极限。

常用的瓦斯抽放技术包括瓦斯抽放孔与瓦斯抽放管路的布置等。

2.2 瓦斯监测技术瓦斯监测是及时掌握矿井内瓦斯浓度的重要手段,通过对矿井内气体浓度的监测和报警,可以提前采取措施,有效预防瓦斯爆炸事故的发生。

3. 煤尘火灾防治技术3.1 煤尘防爆技术煤尘防爆技术主要是通过煤尘的湿化、抑尘和防尘等手段,降低煤尘的可燃性,减少火灾的发生概率。

此外,煤尘防爆技术还包括对矿井内煤尘浓度的监测和控制。

3.2 灭火剂喷撒技术灭火剂喷撒技术是一种常见的煤尘火灾防治技术,通过将灭火剂喷撒到火灾发生区域,达到抑制火势蔓延和扑灭火源的效果。

常用的灭火剂包括化学灭火剂和物理灭火剂等。

4. 瓦斯与煤尘共同作用的火灾防治技术瓦斯与煤尘共同作用的火灾相比于单一火灾更为复杂和危险。

在防治瓦斯与煤尘共同作用的火灾中,瓦斯抽放和煤尘防爆是两个关键措施。

此外,通过对矿井通风系统的合理设计和优化,可以有效降低火灾发生的风险。

5. 预防措施除了以上介绍的技术措施,我们还应该加强煤矿安全管理,提高员工的安全意识和技能。

加强对煤矿员工的培训和教育,建立完善的安全操作规程,并定期进行安全检查和演练,以防患于未然。

煤化工生产中二氧化碳的来源及减排技术分析

煤化工生产中二氧化碳的来源及减排技术分析
1 煤化工生产中二氧化碳的来源 在煤化工生产Байду номын сангаас,多个环节中都会产生二氧化碳,比如煤
制甲醇、液化、间接液化、煤制烯烃等生产环节中。对于其中 的煤质甲醇环节中,二氧化碳主要形成于气化以及合成气净化 等环节。尤其是在煤炭燃烧的过程中,煤炭与氧气发生化学反 应而生产二氧化碳,没有完全燃烧形成的一氧化碳也会与空气 中的水分发生化学反应而生成二氧化碳。而在合成甲醇的环节 中还需要氢气作为重要介质,在生成甲醇的同时也会产生大量 二氧化碳排放到室外而造成大气污染。通常生产1t甲醇会排放2t 二氧化碳,此环节中的碳化物排放比例为65.1%[1]。
引言 煤化工生产在现代工业中占据重要地位,主要为下游多个
领域与行业提供重要的生产原材料。但是由于煤化工行业生产 作业中需要使用与消耗大量的煤炭资源,同时也排放大量的二 氧化碳,容易加剧温室效应,造成环境污染与破坏。在现代社 会大力发展低碳经济的形势下,煤化工行业想要可持续健康发 展,在目前整个社会对煤化工产品需求量不断增长的形势下, 更要注重对煤化工生产流程的控制,合理应用二氧化碳减排技 术,提升煤化工工艺水平,减少二氧化碳等污染物排放量。
TECHNOLOGY AND INFORMATION
工业与信息化
煤化工生产中二氧化碳的来源及减排技术分析
桑杰臣 大唐环境产业集团股份有限公司 北京 100097
摘 要 文章分析煤化工生产中产生二氧化碳的来源,介绍煤化工生产流程以及优化措施,提出了相应的二氧化碳 减排技术,以供参考。 关键词 煤化工生产;二氧化碳;碳减排技术
对于间接液化环节来说,也就是精炼提纯、煤化气合成以 及煤化气等环节中会产生二氧化碳。这主要由于在煤液化阶段 需要使用水蒸气和氧气作为反应汽化剂,但是在此过程中会出 现水与一氧化碳的反映,会产生二氧化碳。在铁基催化剂F-T反 应中会出现氢气与一氧化碳的反映而形成二氧化碳。在甲烷反 应中也会发生上述反映,在歧化反应中同样会出现一氧化碳向 二氧化碳转变的反映。据不完全统计,在此环节中也会释放1t 左右的二氧化碳,此环节中的碳化物排放比例为71.9%。

煤对二氧化碳化学反应性的测定及影响因素

煤对二氧化碳化学反应性的测定及影响因素

煤对二氧化碳化学反应性的测定及影响因素煤对二氧化碳的化学反应性是指煤在与二氧化碳接触时发生的化学反应的能力。

煤与二氧化碳的反应性是影响煤燃烧效率和二氧化碳捕获与封存技术效果的重要因素之一。

为了评估煤对二氧化碳的化学反应性,需要对煤样进行一系列的测定操作。

首先是煤样的制备。

煤样需要经过粉碎和筛分处理,将其制备成均匀的颗粒状样品。

样品的粒径通常在0.074-0.18mm之间,这样可以提高反应的速率和均匀性。

其次是煤样与二氧化碳的接触。

将煤样与二氧化碳的气体进行接触,可以通过流动床、固定床或者封闭反应器等装置进行实验。

在实验过程中,需要控制气氛中的二氧化碳浓度、温度和压力等参数,以模拟真实环境。

接下来是煤样的测量分析。

通过对煤样接触后的气体中氧气和二氧化碳的浓度进行测量分析,可以确定煤样对二氧化碳的反应程度。

常用的分析方法有热重分析、气相色谱、质谱、红外光谱等。

这些方法可以用来测定煤样中的氧含量、二氧化碳产物的浓度和结构等信息。

除了煤样本身的特性外,还有一些因素会影响煤对二氧化碳的化学反应性。

首先是温度和压力。

高温和高压条件下,煤样更容易与二氧化碳发生反应。

其次是煤的矿物质成分。

煤中的矿物质可以催化煤与二氧化碳的反应,并影响反应速率和选择性。

煤的孔隙结构和表面特性也会影响其对二氧化碳的吸附和反应能力。

测定煤对二氧化碳的化学反应性需要进行煤样的制备、实验操作和测量分析等过程。

温度、压力、煤矿物质成分、孔隙结构和表面特性等因素也会影响煤样对二氧化碳的反应能力。

这些研究对于理解煤燃烧和二氧化碳捕获与封存技术的效果以及煤的可持续利用具有重要意义。

煤对二氧化碳化学反应性的测定及影响因素

煤对二氧化碳化学反应性的测定及影响因素

煤对二氧化碳化学反应性的测定及影响因素1. 引言1.1 研究背景煤是目前世界上最主要的化石燃料之一,其燃烧释放的二氧化碳是导致全球变暖和气候变化的主要原因之一。

研究煤对二氧化碳的化学反应性以及影响因素具有重要的意义。

煤是一种复杂的碳氢化合物,其粘结结构、矿物成分、挥发分和灰分等特性不同,导致其对二氧化碳的吸收和排放能力也各不相同。

通过对煤样品进行不同条件下的氧化实验,可以探讨煤的化学反应性,并研究煤的特性对其二氧化碳化学反应性的影响。

了解这些因素有助于开发更加环保和高效的燃烧技术,降低二氧化碳排放量,减缓全球变暖的趋势。

本研究旨在深入探讨煤对二氧化碳的化学反应性及其影响因素,为清洁能源技术的发展提供科学依据。

1.2 研究目的通过本研究,我们希望能够深入了解煤对二氧化碳的化学反应过程,探讨煤的特性如何影响其与二氧化碳的化学反应性。

我们也将研究煤燃烧过程中二氧化碳排放量的控制方法,以及煤的氧化过程对二氧化碳排放的影响。

最终,我们将探讨煤的结构对二氧化碳吸收的影响,为减少燃煤过程中二氧化碳排放提供科学依据和技术支持。

通过这些研究目的,我们希望为减缓气候变化、保护环境做出贡献。

2. 正文2.1 煤对二氧化碳化学反应性的测试方法煤对二氧化碳化学反应性的测试方法是通过实验手段来确定煤与二氧化碳之间的化学反应情况。

其中常用的方法包括煤样的热解实验、煤样的气相吸附实验、煤样的吸收实验等。

1. 煤样的热解实验:通过煤样在高温下的热解反应,观察煤样在不同温度下与二氧化碳的反应情况。

根据煤样的重量损失和产生的气体成分来确定煤对二氧化碳的化学反应性。

2. 煤样的气相吸附实验:将煤样暴露在含有二氧化碳的气氛中,通过监测煤样吸附或释放二氧化碳的情况来判断煤对二氧化碳的吸附或释放能力。

这些测试方法可以帮助科研人员深入了解煤对二氧化碳的化学反应性,为降低燃煤过程中的二氧化碳排放提供理论基础和实验依据。

2.2 煤的特性对其二氧化碳化学反应性的影响煤的特性对其二氧化碳化学反应性的影响是一个重要的研究课题。

不同状态的二氧化碳对煤层气的驱替研究开题报告

不同状态的二氧化碳对煤层气的驱替研究开题报告

不同状态的二氧化碳对煤层气的驱替研究开题报告一、研究背景和意义煤层气就是储存在煤层孔隙中的天然气,具有丰富的资源量、广泛的分布区域和较高的利用价值,已被列入我国能源资源的重要组成部分。

而二氧化碳驱替常温常压原位煤层气,是一种非常有效的提高采收率和改善储层物性的方法。

因此,煤层气的开采及开发利用对区域经济和国家能源安全都具有重要意义。

二氧化碳在驱替煤层气过程中,会存在多种状态,包括煤层气与二氧化碳混合在一起的气态二氧化碳、二氧化碳吸附在煤层孔隙内的固态二氧化碳、以及二氧化碳溶解在煤层水中的液态二氧化碳。

不同状态的二氧化碳对煤层气的驱替影响不同,因此研究不同状态二氧化碳的驱替特性非常重要,可为煤层气开采提供科学依据。

二、研究内容和目标本文将以煤层气中不同状态的二氧化碳为研究对象,对其驱替特性进行系统研究和分析。

主要研究内容包括:1.煤层气与气态二氧化碳混合驱替研究,主要分析压力、温度等驱替因素对驱替效果的影响;2.固态二氧化碳驱替研究,主要探究固态二氧化碳的吸附量以及其对煤层气产生的影响;3.液态二氧化碳驱替研究,主要研究液态二氧化碳的渗透性以及其对储层渗透特性的影响。

通过以上研究内容,本文旨在深入探究不同状态二氧化碳的驱替特性,为煤层气开采提供科学依据。

三、研究方法和技术路线本文将采用实验方法和模拟计算相结合的方式进行研究。

1.实验方法:通过使用自行设计的实验设备和方法,模拟出煤层气与不同状态二氧化碳混合的情况,采用不同的温度、压力等驱替因素,测量并分析不同状态二氧化碳对煤层气的影响。

2.模拟计算:基于模拟软件,建立煤层气及不同状态二氧化碳的三维数学模型,模拟不同状态二氧化碳驱替煤层气的过程,研究不同参数对驱替特性的影响。

四、研究进展和预期结果目前,本研究已完成实验室实验的准备和相应设备的搭建,开始进行混合气体的生成和驱替实验的开展。

同时,本文还将通过模拟计算相结合的方式,快速地得出二氧化碳的状态对煤层气驱替的影响规律。

液态二氧化碳防灭火系统(标准版)

液态二氧化碳防灭火系统(标准版)

( 安全技术 )单位:_________________________姓名:_________________________日期:_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改液态二氧化碳防灭火系统(标准版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes液态二氧化碳防灭火系统(标准版)亭南煤矿液态二氧化碳防灭火系统设计方案亭南煤业公司亭南煤矿西安科技大学西安森兰科贸有限责任公司二OO八年三月六日亭南煤矿液态二氧化碳防灭火系统设计方案煤自燃是煤与氧自发产生的氧化放热反应,煤自然升温的实质取决于氧化放热速率和环境散热速率的大小,如果氧化放热速率占优势时,才会发生自燃现象。

因此,通过控制煤的氧化环境来抑制煤自燃是一种有效的方法。

我国煤矿安全规程规定,综放开采有自燃倾向性的煤层时,要采用以注入惰性气体为主的综合防灭火措施。

惰气防灭火技术的主要目的是为了减少氧含量,降低煤氧化或燃烧的速度,可用于煤矿井下防灭火的惰性气体主要有氮气、二氧化碳及燃料燃烧后形成的混合气体等。

用惰气阻止煤体氧化和窒息火区的基本思想比较简单,在具体使用上主要需考虑两个方面的问题,一是能否供给防灭火现场有效的惰性气体;二是在一定时间内能否向现场输送足够的惰性气体。

早在五六十年代,世界上一些主要采煤国家就尝试用氮气来扑灭矿井火灾获得成功,随后,这一防灭火技术得到了不断应用和发展。

1988年,抚顺局采用氮气防灭火技术成功地防止了厚煤层综采放顶煤工作面采空区的自然发火,为我国在这一技术领域的应用起到了示范作用,目前,我国多数综放工作面都采用注氮防灭火技术来防治采空区自然发火。

二氧化碳气体已被广泛应用于各种火灾的治理,它能在较短的时间内控制和扑灭气体、液体、固体和电气火灾,具有灭火能力强、速度快、使用范围广、对环境不会造成污染等特点。

煤自燃火灾防治技术研究进展及趋势

煤自燃火灾防治技术研究进展及趋势

煤自燃火灾防治技术研究进展及趋势发布时间:2021-06-17T11:08:36.620Z 来源:《科学与技术》2021年第29卷第6期作者:田勇[导读] 煤炭是我国的重要能源之一,但是在煤炭开采的过程中,很容易出现煤炭自燃的严重灾害。

煤炭在开采过程中的自燃现象不仅会烧毁大量的煤炭资源田勇准格尔旗宏丰煤炭运销有限责任公司,内蒙 010406摘要:煤炭是我国的重要能源之一,但是在煤炭开采的过程中,很容易出现煤炭自燃的严重灾害。

煤炭在开采过程中的自燃现象不仅会烧毁大量的煤炭资源,还容易引发爆炸等重大安全事故,为煤矿开采企业造成巨大的经济损失,以及人员伤亡。

为了能够不断的提高煤矿企业对于煤炭自燃事故的防控水平,使我国煤炭资源能够更加安全稳定的开采,本文深入的分析了煤自燃理论目前发展的现状,并且总结了煤自燃防控的主要方式和技术,通过各种标准的信息化方式来辨别火源,将防控的技术和水平不断提高,希望为日后煤炭开采过程中控制煤自燃灾害提供参考意见。

关键词:煤自燃火灾;防治技术;发展趋势1煤炭自燃火灾防控技术以及特点1.1堵漏控氧技术堵漏控氧灭火技术是目前防治煤炭火灾的重要技术手段,在煤炭火灾中有广泛的应用范围。

传统的堵漏控氧技术主要是应用水泥喷浆技术,但是目前已经有新型的发泡水泥填充防火技术被研究出来,这种技术的主要作用就是对于煤炭开采过程中的通风口进行封堵工作,从根源上防止外界对矿道内的煤炭资源提供氧气。

发泡水泥主要是运用了普通的硅酸盐水泥和发泡剂等等为辅助材料,通过一定比例进行搅拌而形成的灭火材料。

这种发泡水泥在使用的过程中流动性较强,并且具有良好的渗透性,适合作用在松散的煤炭结构中,能够有效地对煤炭结构之间的空隙进行填补。

发泡水泥材料中富含丰富的水分,在流动性较强的同时,还能够有效地降低煤炭资源表面的温度,在作用一段时间后,发泡水泥内部的水分就会蒸发,然后形成比较稳定的体结构,但是在使用的过程中,还是存在一定的弊端,目前发泡水泥的抗压能力以及稳定性还不是很充足,并且发泡膨胀的体积范围有限,能够持续的周期也较短。

二氧化碳捕集技术在燃煤电厂的应用研究

二氧化碳捕集技术在燃煤电厂的应用研究

二氧化碳捕集技术在燃煤电厂的应用研究摘要:二氧化碳捕集与封存是我国综合发展煤电产业,实现2030年碳达峰、2060年碳中和的技术保障。

随着国家能源结构改革,目前燃煤电厂占总发电机组容量的比例越来越低。

据预测2050年火电厂比例将缩减至10%左右,但每年仍产生二氧化碳4-16亿吨。

为实现真正意义上的燃煤电厂净零排放,需加大对二氧化碳捕集技术的研发应用及推广。

关键词:二氧化碳捕集;吸收分离法;吸附分离法;燃煤电厂;应用研究1、前言据研究表明,由于温室气体的排放,到二十一世纪末,将造成全球平均温度上升1.4-5.8℃。

在影响温室效应的气体中,二氧化碳气体排放量占比最高,约占全部温室气体排放量的60%。

如何控制二氧化碳气体排放,以及如何发展二氧化碳气体回收利用技术,已经成为电力行业可持续发展的关键问题。

为了更好的控制二氧化碳气体排放,减缓温室效应进一步恶化。

本文将结合国内外二氧化碳捕捉技术发展状况,研究分析二氧化碳捕捉技术在燃煤电厂的应用。

2、二氧化碳捕集技术根据二氧化碳捕集在燃煤电厂烟气系统相对位置的应用,二氧化碳捕集技术主要为燃烧前捕集,燃烧后捕集、富氧燃烧。

根据二氧化碳的捕集方式可分为吸收分离法、膜分离法、吸附分离法、低温蒸馏法等。

2.1吸收分离法吸收分离法分为化学吸收和分离两个阶段,化学吸收是指通过二氧化碳与溶剂发生化学反应生成新物质而吸收二氧化碳。

二氧化碳分离是利用二氧化碳吸收反应的逆反应,在改变其反应条件情况下,使逆反应发生而分离二氧化碳。

通常情况下,选择热碳酸钾或醇胺类水溶液作为吸收剂。

此类吸收剂具有较高的吸收率,且分离出二氧化碳纯度较高,可达99.99%。

此种方式适用于低浓度二氧化碳分离捕集。

物理分离法是利用物理溶解原理,通过相似相溶原理选择合适的溶剂吸收二氧化碳。

二氧化碳在溶剂中的溶解遵循亨利定律,通过对压力温度的改变,控制二氧化碳的吸附与分离。

该方法适用于二氧化碳分压较高的烟气系统。

火电厂排烟中二氧化碳的捕捉和利用

火电厂排烟中二氧化碳的捕捉和利用

火电厂排烟中二氧化碳的捕捉和利用火电厂是一种通过燃烧煤炭等化石燃料发电的能源设施,但是燃烧过程会产生大量的二氧化碳、氮氧化物等有害物质,这些物质会被排放到大气中,导致环境污染和气候变化。

为了应对环境保护和气候变化挑战,人们开始研究如何对火电厂排放的二氧化碳进行捕捉和利用。

一、火电厂排放中的二氧化碳二氧化碳是火电厂排放的主要有害物质之一,其排放量通常占总排放量的70%~90%。

燃烧煤炭等化石燃料时,其中的碳会与氧气结合形成二氧化碳,同时还会产生一些氮氧化物、硫化物等有害物质。

这些物质对环境和人体健康均有影响。

二、火电厂二氧化碳捕捉技术为了减少火电厂排放的有害物质,人们开始研究如何对二氧化碳进行捕捉和利用。

目前比较成熟的捕捉技术包括吸收、膜分离、吸附等。

吸收法是通过将烟气中的二氧化碳溶入一种溶剂中,然后将其从溶剂中分离出来。

目前常用的溶剂有甲醇、乙醇、胺等。

吸收法能够捕捉到约90%的二氧化碳,但是成本较高,需要大量的能源和化学药品。

此外,吸收法还会产生二氧化碳和溶剂的混合物,需要进一步处理。

膜分离法是让烟气通过一个选择性的膜层,将二氧化碳分离出来。

这种技术需要耗费大量的压力和膜材料。

膜分离法捕捉率较高,可以达到90%以上,但是成本也很高,还有膜材料的寿命等问题。

吸附法是将烟气通过一种物质,让它吸附住二氧化碳,然后将吸附剂从烟气中取出来。

常用的吸附剂有硅胶、分子筛、蒙特玛瑙等。

吸附法不需要过高的温度和压力,比较适用于大规模的工业应用。

吸附法相对其他技术而言更为成熟,能够捕捉到约90%的二氧化碳。

三、火电厂二氧化碳利用技术捕捉到二氧化碳后,需要对其进行进一步利用。

目前,常见的利用方式包括注入地下、利用合成燃料、制备化学品等。

地下注入是指将二氧化碳压缩,将其注入地下的地质层中,以达到减少大气中的二氧化碳的目的。

这种方式需要对地质层进行详细的评估和监测,以防止地震等安全问题。

利用合成燃料是将二氧化碳和水经过电解或者高温催化反应,得到一种高能量的化合物。

预防煤炭自燃发火的技术措施

预防煤炭自燃发火的技术措施

2023-11-12•防止煤炭自燃的预防措施•防止煤炭自燃的灌浆技术•防止煤炭自燃的气体灭火技术•防止煤炭自燃的监测预警技术•防止煤炭自燃的应急处置措施目录01防止煤炭自燃的预防措施采煤机采煤时预防自燃的措施在采煤机割煤过程中,应保持顶板完整,避免产生漏风通道。

及时清理采煤机道和支架后浮煤,避免堆积产生自燃。

采煤机采煤时,要严格执行作业规程,控制好采高和煤壁暴露时间,减少煤柱损失,避免产生大量遗煤。

炮采时预防自燃的措施综采放顶煤开采预防自燃的措施在综采工作面两端头应设置防火门,以防止风流短路和综采放顶煤开采时,要合理控制采高和放煤高度,减少02防止煤炭自燃的灌浆技术总结词详细描述灌浆防灭火技术总结词惰性气体防灭火技术是一种高效的防止煤炭自燃的措施,通过将惰性气体注入煤炭表面,降低氧气浓度和煤炭温度,从而防止煤炭自燃。

详细描述惰性气体防灭火技术适用于各种类型的煤炭,特别是对于深度降温的煤炭和易自燃的煤炭。

惰性气体防灭火技术的优点是效果好、速度快、不会对环境造成污染。

惰性气体防灭火技术总结词详细描述阻化剂防灭火技术03防止煤炭自燃的气体灭火技术氮气防灭火技术总结词详细描述二氧化碳防灭火技术总结词二氧化碳防灭火技术是一种利用二氧化碳的窒息作用来降低氧气浓度,从而实现预防煤炭自燃的灭火技术。

详细描述二氧化碳防灭火技术主要是通过将液态或气态的二氧化碳注入火区或采空区,使其覆盖在煤炭表面,利用二氧化碳的窒息作用来降低氧气浓度,抑制煤炭氧化自燃,从而达到灭火的目的。

该技术具有灭火速度快、对环境和人员影响小等优点。

烟气防灭火技术是一种利用烟气的稀释作用来降低氧气浓度,从而实现预防煤炭自燃的灭火技术。

详细描述烟气防灭火技术主要是通过将烟气(如水蒸气、氮气等)注入火区或采空区,使其覆盖在煤炭表面,利用烟气的稀释作用来降低氧气浓度,抑制煤炭氧化自燃,从而达到灭火的目的。

该技术具有灭火速度快、对环境和人员影响小等优点。

火电厂二氧化碳减排技术现状与进展研究

火电厂二氧化碳减排技术现状与进展研究

火电厂二氧化碳减排技术现状与进展研究随着经济发展和人口增加,全球对能源的需求不断增长,其中火力发电是世界上最主要的产能之一。

然而,燃烧化石燃料所排放的废气,特别是二氧化碳(CO2)对全球气候变化产生了极其严重的影响。

因此,为了达到环境保护和节能减排的目标,火电厂的二氧化碳减排技术的探索成为了当下的热点问题。

一、二氧化碳排放现状及对气候变化的影响火力发电是人们生产生活中不可缺少的能源来源,可惜的是其燃烧所产生的废气,特别是大量的二氧化碳的排放给环境带来了极大的负面影响。

根据国际能源署的数据显示,二氧化碳排放量已经从1990年的22.4亿吨,增长到2018年的33.1亿吨。

尤其是在发展中国家中,以中国为例,在2019年,二氧化碳排放量为11.18亿吨,占全球的27%。

二氧化碳排放不仅仅会对环境造成长期污染,还是导致全球气候变化的主要原因之一。

二氧化碳的大量排放,导致大气中的二氧化碳浓度不断升高,使得全球气候变暖,海平面上升,地球生态系统受到了破坏。

而国际能源署数据预测,全球二氧化碳排放量至少需要减少40%才能实现气候变化目标。

这也是当前二氧化碳减排技术研究所需要面对的主要挑战。

二、火电厂二氧化碳减排技术现状火电厂的二氧化碳减排技术,目前主要基于三大技术路线:燃料转化、后处理、碳捕捉。

1. 燃料转化燃料转化是通过开发新的清洁燃料,或采用现有清洁燃料来实现二氧化碳减排的一种技术路线。

常见的清洁燃料包括天然气、风能、太阳能、生物燃料等。

例如,许多国家都在加大对天然气、风能、太阳能的投入力度,以减少煤炭的使用。

2. 后处理后处理是对燃烧后产生的废气进行降低排放的技术,通过在火力燃烧过程中加入脱硫、脱氮技术等进行减排。

其中较为常见的技术包括:燃烧改良技术、氮氧化物还原技术、脱硫脱氮设备、焚烧废气处理技术等。

3. 碳捕捉碳捕捉是使用化学吸收或物理吸附,将烟气中的二氧化碳捕集并脱除的技术。

碳捕捉技术的主要方法为化学吸收法。

煤矿火灾防治新技术

煤矿火灾防治新技术
✓ 具有煤层自然发火倾 向的矿井占54%。最短 自然发火期小于3个月 的矿井占50%以上。
防治重点
采空区
一、我国煤矿火灾现状分析
次生灾害事故严重
火灾引发瓦斯爆炸等次生灾害事故易造成重大伤亡。2012-2015年,共 发生重大以上瓦斯爆炸事故19起,其中9起由火区(煤炭自燃)引发。
2013年吉林八宝事故,采空区自燃 引发瓦斯爆炸,火区治理及密闭施 工期间发生二次爆炸,共死亡53人
MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 是微电子机械系统的简称。MEMS 技 术是集微型传感器、微执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通讯和电源于 一体,具有信息获取、处理和执行等多功能的完整微电子机械系统。
力 热 电 光 化学 其它

模拟信 模拟信 模拟信 号处理 号处理 号处理
2015年11月20日,龙煤鸡西杏花矿 皮带着火,造成22人死亡
防治重点
电气设备、皮带、电缆
一、我国煤矿火灾现状分析
煤田火灾损失大量资源
正在燃烧的煤田火区 共 有 56 处 , 总 面 积 720km2,主要集中分布 在新疆、甘肃、青海、 宁夏、陕西、山西、内 蒙古等7个省区。
新 疆 煤 田 火 区 达 39 处,火区总面积605.6万 m2 , 年 燃 煤 损 失 量 达 776.95万吨。
煤矿内因火灾监测 系统可用于采空区内因火灾监测领域,随工作面推进,将钢管保护的铠装
测温光缆埋设于采空区内,当采空区出现高温点和自然发火隐患时,即可实现 内因火灾的分布式在线监测。
煤矿外因火灾监测 系统可用于胶带输送机、矿用电缆、机电硐室的火灾监测当中,通过在监
测位置直接铺设测温光缆,即可实现煤矿外因火灾的分布式在线监测。

煤化工工艺过程CO2排放及减排技术要点分析

煤化工工艺过程CO2排放及减排技术要点分析
中,会排放出CO2,对CO2进行收集。然后利用更为先进的技术 工艺,对CO2进行分离处理与压缩处理。接着通过动力管道, 将分离后的CO2传送到相对封闭的地下,或者海底岩层当中, 尽管此部分CO2不会消失,但是可以在很长一段时间内与大气 隔绝,这样大气中的CO2会被控制在有效范围内。深部不可开 采煤层以及深部咸水储集层,可以为CO2存储技术的应用提供 保障。在使用CO2存储技术过程中,存储于海底的CO2会与海底 中的金属物质发生化学反应,从而形成固体沉淀,比如,碳酸 盐类固体沉淀[2]。通过该种方式,可以减少CO2剩余量。如果煤 层、油气田已经开采结束,或者即将采尽,那么可以将CO2注 入其中,这样回采率可以得到提升,同时提升产量,最高可达 百分之十五。CO2在使用过程中也有着一定负面影响,比如, 如果CO2在存储过程中,地质构造发生变化,那么会使得CO2 逃逸到大气环境当中,使得温室效应被进一步加剧。CO2的急 剧增加会造成酸性环境,致使部分重金属元素等其他物质,直
接融入水体环境中。CO2一旦出现泄漏情况,此类污染物也会 泄漏出来,对水环境安全造成威胁。如果CO2在往地层的注入 中,没有提前做好规划与分析工作,那么可能会带来地面沉陷 问题,或者地面升高问题。
2.2 CO2转化技术要点 CO2转化技术主要是对CO2化学性质进行合理利用,通过 化学反应将CO2转化为其他物质。然后开展资源化利用,其中 最为典型的就是绿色植物光合作用。绿色植物在吸收CO2后, 可以将CO2转化为氧气。在人工技术领域中,可以使用CO2制备 水杨酸以及双氰胺等。如果将CO2转化为脂类物质,比如,将 其转化为碳酸二甲酯,在转化之后产品附加值相对较高,可以 为相关企业创造更多经济效益与社会效益。将CO2转化成为能 够降解的塑料,塑料如今已经成为人们日常生活中的重要组成 范围,有着较为广泛的应用范围,可以为人们日常生活带来很 多便利,但是塑料自身很难被自然环境降解,从而对环境造成 影响。塑料如果没有被及时处理,那么会造成白色污染,使得 人们生活受到严重影响。基于此,可以将CO2应用在制备可以 降解塑料制品中,这样不仅可以将CO2排放问题更好解决,同 时能够避免环境破坏情况出现[3]。因为受到技术条件影响,如 果可降解塑料想要实现大规模生产,那么技术人员要做好技术 研发工作,研发出性价比更高的合成催化剂。 2.3 CO2循环利用技术要点 CO2循环利用技术主要原理是,通过与CO2物理性质之间 的有机结合,实现CO2的资源化利用。比如,可以将CO2作为原 料,应用在干冰制作、灭火器制造以及制冷剂制造中。此类技 术发展相对较早,所以发展更加成熟,在全国范围内得到广泛 应用。但是还有一部分新兴技术,处于正在研发与试用阶段, 有着良好应用前景。比如,液态CO2煤浆制取技术,在粉煤与 水质量配比中,可以将其设置为3∶2,使用液态CO2代替一部 分水或者代替全部水。不仅可以实现汽化炉二次反应,同时促 使焦煤燃烧质量可以得到提升。

煤化工工艺二氧化碳减排技术

煤化工工艺二氧化碳减排技术

煤化工工艺二氧化碳减排技术摘要:我国化工工业的发展中,煤化工产业在其中起着非常重要的作用。

与此同时,我国国民经济中,煤化工的比重正在逐步提高。

随着工业发展的逐步扩大,各种煤化工产品也在增加,我国对煤炭的需求正在增加,因此对煤化工产品的需求条件越来越严格。

除了对现代煤化工产品质量的基本要求,特别是在煤化工过程中,对二氧化碳排放的要求更高。

近年来,有关部门采取了相应措施减少二氧化碳排放,但实际效果并不理想。

因此煤化工过程中,减少二氧化碳排放、实现改善环境、实现可持续发展依然是我们努力的方向。

关键词:煤化工工艺;二氧化碳;减排技术前言:自古以来,煤炭经济是我国经济的重要组成部分,也是我国化工行业发展的基础,同时也为人民群众的生活提供了保障。

随着煤炭行业的快速发展,我国煤炭消费得到了猛增,以致于出现较多的环境污染问题,严重阻碍了我国可持续发展目标的实施。

因此,相关部门及工作人员需要加强对减排二氧化碳技术的研究。

一、煤化工中二氧化碳的来源1.煤制甲醇工艺流程煤和甲醇主要在煤气化、合成气体等煤气化过程中产生生的二氧化碳的。

煤、水、氧气的燃烧中包含两种化学反应。

A.C+O2= CO2;B. CO+H2O= CO2+H2通过上述两种化学反应会生成二氧化碳和氢气,而产生的二氧化碳,仅仅有一少部分生成了甲醇,大部分直接释放。

产生 1t甲醇时释放的 CO2质量为2t。

2.直接液化工艺从煤炭中用液体排放CO2是直接液化过程中排出一定量的CO2,煤炭和氢气在高温下液化形成液化油,其中煤炭供应O2随着氢化反应排出氧气和水,CO2相对较少,根据相关数据显示,这种反应中生成的 1t 液化油释放约 1.2tCO2。

3.采用间接液化法工作时在间接液化法的使用过程中,主要在煤气化、精炼以及煤气化合成中产生了二氧化碳。

由直接液化可知,在煤的液化中,气化剂为O2与水蒸汽,因此,间接液化生成的 CO2从下列四个化学反应得到的:1、铁基催化剂参与的反应:2CO+H2= CO2 +CH2;2、水煤气变换反应:CO+HO2=CO2 +H2;3、歧化反应:2CO=C+CO2;4、甲烷化反应:2CO+2H2=CH4 +CO2。

煤化工工艺中二氧化碳排放与减排分析-化工论文-化学论文

煤化工工艺中二氧化碳排放与减排分析-化工论文-化学论文

煤化工工艺中二氧化碳排放与减排分析-化工论文-化学论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——煤化工论文第六篇:煤化工工艺中二氧化碳排放与减排分析摘要:在煤化工生产作业中,煤炭是其主要原料,因此在燃烧过程中势必会产生碳硫污染物,其中又以CO2气体为主。

众所周知,CO2是导致大气污染和温室效应形成的元凶之一,在低碳、生态、环保等发展理念下,煤化工行业必须要加大对碳排放的监管,积极探索有效的减排技术,严格遵循煤化工工艺流程,从而实现节能减排的目的。

基于此,立足煤化工行业,首先分析了煤化工工艺过程中CO2排放情况,并对其减排技术进行详细探讨,以供行业参考。

关键词:煤化工工艺; 减排技术; CO2排放;Analysis of CO2 emission in coal chemical process and key points of emission reduction technologyMei ShuxiongYunnan Taian Engineering Technology Consulting Co.,Ltd.Abstract:In coal chemical production operations, coal is its main raw material, so carbon and sulfur pollutants are bound to occur in the combustion process, of which CO2 gas is the main. As we all know,CO2 is one of the culprit leading to the formation of air pollution and greenhouse effect. Under the development concept of low carbon, ecology and environmental protection, the coal chemical industry mustincrease the supervision of carbon emissions and actively explore effective emission reduction technologies.Follow the coal chemical process to achieve energy saving and emission reduction. Based on this, this paper is based on the coal chemical industry, first analyzes the CO2 emissions in the coal chemical process, and discusses its emission reduction technology in detail for industry reference.作为世界第二大经济体,随着我国市场建设持续深入推进,对煤炭能源的需求不断提高。

煤炭清洁利用与二氧化碳减排

煤炭清洁利用与二氧化碳减排

05
政策建议与未来展望
政策建议
加强煤炭清洁利用技术研发
政府应加大对煤炭清洁利用技术研发的投入,鼓励企业、高校和研究 机构积极参与,推动技术创新。
制定严格的煤炭利用标准
制定更加严格的煤炭利用标准和污染物排放标准,限制高污染、高排 放的煤炭利用方式,推动煤炭利用向清洁、高效方向发展。
推广煤炭清洁利用技术和产品
煤炭清洁利用与二氧化碳减排
汇报人:可编辑 2024-01-01
contents
目录
• 引言 • 煤炭清洁利用技术 • 二氧化碳减排技术 • 煤炭清洁利用与二氧化碳减排的关系 • 政策建议与未来展望
01
引言
研究背景
煤炭作为全球主要的能源来源 ,其利用过程中产生的二氧化 碳排放是导致全球气候变化的
煤炭的利用效率,降低单位产出的二氧化碳排放。
03
促进可再生能源的发展
煤炭清洁利用技术的发展,可以降低可再生能源的成本,从而促进可再
生能源的发展,进而减少对化石能源的依赖,实现二氧化碳减排。
二氧化碳减排对煤炭清洁利用的推动作用
政策推动
政府通过制定二氧化碳减排目标 ,推动企业采取措施降低碳排放 ,包括采用清洁技术和设备,提 高能源利用效率,从而促进煤炭
未来政府将进一步完善煤炭清洁利用与二 氧化碳减排的政策体系,加大对相关产业 的扶持力度,推动产业绿色发展。
社会参与度不断提高
国际合作更加紧密
随着公众环保意识的增强,社会各界将更 加关注煤炭清洁利用与二氧化碳减排问题 ,形成全社会共同参与的良好氛围。
在全球气候治理的大背景下,未来国际社 会将更加重视煤炭清洁利用与二氧化碳减 排的合作,共同应对气候变化挑战。
二氧化碳利用技术
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二氧化碳防治煤火技术研究发表时间:2016-11-17T12:13:29.957Z 来源:《低碳地产》2016年9月第18期作者:张鑫[导读] 我国煤田火灾和二氧化碳排放问题都非常突出。

通过二氧化碳防灭火应用研究,变害为利,一举两得。

神华地质勘查有限责任公司北京昌平 102211【摘要】我国煤田火灾和二氧化碳排放问题都非常突出。

通过二氧化碳防灭火应用研究,变害为利,一举两得。

结合实际,阐述二氧化碳防灭火技术在煤火防治中的成功应用,验证大规模推广应用在技术上和效果上都是具有可行性。

【关键词】煤矿火灾;二氧化碳;防灭火;技术研究1概述煤炭是我国的主要能源,在国民经济能源结构中占据很重要的位置,现全国原煤年产量已超过了29亿吨,占我国一次能源消耗的70%以上。

随着国民经济的快速发展,煤炭的需求量越来越大;近几年,原煤产量快速增长,在原煤产量快速增长的同时,必须保证矿井的安全高效开采。

煤火不仅烧失煤炭资源,严重影响原煤的开采进程与采矿安全,还会造成资源的阻滞并引发矿难。

燃烧释放出大量的热量与毒害气体严重污染了生态与大气环境,此外,还严重危害人居环境与人类健康,破坏植被生态系统,引发环境生态危机;所释放的温室气体影响全球碳排放结构与全球气候变化。

,仅我国北方煤田累计已烧毁煤炭达42亿t以上。

近年来,综采放顶煤技术及开采方法得到大力的推广和应用,使煤矿生产效率大幅度提高,但该方法因为冒落高度大、采空区遗留残煤多、漏风严重,使得矿井煤炭自然发火频繁发生,已成为制约煤炭工业发展的主要因素之一,也是煤矿重大安全生产隐患之一。

煤矿井下发生高温火点或火区是极易导致火灾事故和瓦斯爆炸事故的重大危险源。

据建国以来煤矿事故统计分析,在发生一次死亡三人以上的事故中,火灾事故占4﹪左右,仅次于瓦斯、顶板和水害,位居第四。

因此,国内外都非常关注煤矿防灭火技术的发展。

而近年来,二氧化碳防灭火技术在煤火防治中相继已有成功应用,受二氧化碳气源不稳定、经济性等因素影响,未能大范围推广。

本文对二氧化碳防治煤火技术进行了研究分析,以期为煤火防治工作提供参考。

2.二氧化碳防灭火技术的意义我国煤田火灾和二氧化碳排放问题都很突出。

将减排工作扩展到减碳领域,提高煤火防治水平,确保煤矿安全生产,是企业可持续发展的重大课题。

2.1火灾防治煤火烧失宝贵的煤炭资源,释放二氧化碳、二氧化硫及其他有害气体,并对煤炭生产构成严重威胁。

我国煤田火灾最严重的国家。

新疆准东煤田、宁夏汝箕沟煤田、内蒙古乌达煤田、内蒙古古拉本煤田等煤火已燃烧数十年甚至上百年。

近年来,随着开采水平的提高,大型矿区推广大尺寸综采工作面,形成大面积采空区,局部漏风严重,增加了采空区着火概率,冲抵了现有的防灭火技术效果。

作为煤矿“五大灾害”之一,长期以来,国家投入了大量人力、物力治理煤火,取得了良好效果,但是煤田火灾、矿井火灾隐患并未根除,需要扩展防灭火途径,提高防灭火水平。

2.2二氧化碳减排作为主要温室气体之一,二氧化碳减排已成为联合国气候变化大会各国谈判焦点。

根据国家发改委《温室气体自愿减排交易管理暂行办法》,大型煤炭企业必要探索建立企业温室气体减排工作体系,切实减少二氧化碳排放,推动企业全面、协调、可持续发展。

二氧化碳防灭火技术在理论上、技术上都具有明显优势。

电力和煤化工企业产生的二氧化碳,经加工提纯后可以为煤矿防灭火提供稳定的二氧化碳气源,与此同时,二氧化碳防灭火设备及注入技术已较为成熟,进入了市场化应用阶段。

作为一种新型防灭火技术,二氧化碳防灭火技术可行,其防灭火机理及效果优势明显。

同时,开展二氧化碳防灭火应用研究,有望为长期困扰煤炭企业的煤火问题提供一条解决路径,变害为利,一举两得。

3.原理与工艺在煤火灾害防治过程中,对松散煤体降温和惰化是根本原则。

CO2在常温、常压下是无色并略带酸味的窒息性气体。

它在不同的压力、温度条件下有三种形态,即气态、液态和固态。

二氧化碳熔点为-56.6℃(0.52MPa),临界温度为31.1℃,临界压力为7.09MPa,CO2具有升华特性,升华点为-78.5℃(0.1MPa)。

在低温、加压下CO2气体可变为液态,利用蒸发潜热,可做成雪片状固体,进一步冷却加压可制成干冰(固体碳酸)。

气态CO2相对于空气的密度为1.529,密度为1.976kg/m3(0℃,0.1MPa),液态CO2的密度随温度的变化而变化,-50℃时,其密度是1155kg/ m3。

在温度为15℃、压力为0.1MPa状态下,液态CO2体积膨胀倍数为1155/1.976= 585倍。

利用液态二氧化碳进行防灭火不仅具有惰化窒息、降温、稀释瓦斯的多重作用,对于煤矿防灭火具有高效、快速、成本低、操作简便又具备拟爆效果好的独特优势,同时也了解到随着控制二氧化碳排放量的政策要求,各省有关化工厂都开始收集和储存液态二氧化碳,资源渠道有保障。

通过近年来努力和现场实践,终于试制生产出液态二氧化碳防灭火装备系统。

液态二氧化碳同时具有以上两种作用,在封闭空间其效果尤为明显。

对封闭空间注入二氧化碳气体后,增加了封闭区内混合气体的总量,减少封闭区内外压力差,阻止空气流通,吸热降温,从而起到防灭火效果。

二氧化碳防灭火技术集“降温+抑爆+惰化+淹没覆盖”等多种特性,具有灭火迅速、用水量少、安全可靠、操作简单等优点。

煤矿二氧化碳防灭火技术包括二氧化碳捕集、运输和注入等三个工艺环节。

3.1 捕集技术根据浓度高低,分为燃煤电厂低浓度二氧化碳气体捕集技术及煤化工高浓度二氧化碳气体捕集技术。

燃煤电厂低浓度二氧化碳捕集技术主要有燃烧前捕集、富氧燃烧、燃烧后捕集等三种类型。

燃烧前捕集主要运用于整体煤气化联合循环系统中,将煤高压富氧气化变成煤气,再经过水煤气变换后产生二氧化碳和氢气。

产生的二氧化碳浓度高,易于捕集;剩下的氢气可以当作燃料使用。

该技术的捕集系统小,能耗低,但是投资成本偏高。

富氧燃烧通过将空气中大比例的氮气脱除,直接采用高浓度氧气与部分烟道气的混合气体来替代空气,燃烧后得到高浓度二氧化碳气体,可以直接进行捕集。

该技术面临的最大难题是制氧技术的投资和能耗高,目前很少采用。

燃烧后捕集即在燃烧后的烟道气中捕集二氧化碳,目前主要采用化学吸收法(利用酸碱性吸收)和物理吸收法(膜分离、变温或变压吸附)。

该方法捕集系统庞大,能耗较高,但是适用范围广,是目前燃煤电厂中应用最广泛的捕集技术。

煤化工高浓度二氧化碳捕集工艺主要采用低温分离技术,过程包括二氧化碳压缩、脱油、脱水、纯化等环节。

3. 2运输技术工业化二氧化碳运输方式主要有公路罐车运输、铁路罐车运输、管道运输和船舶运输等4种方式,其适合条件及优缺点见表1。

3. 3注入技术根据防灭火过程中二氧化碳注入方式不同,可分为地面液态二氧化碳压注灭火和井下移动式压注灭火。

(1)地面压注地面压注系统由地面液态二氧化碳槽车、水式(空气)汽化器、缓冲罐、流量计和输气管等构成,可以实现液态二氧化碳的远距离管道输送。

系统释放二氧化碳能力为500~2000m3/h,储气罐出口温度为0~-30℃,输送距离最远可达5km。

可用于较大范围火区的治理和预防。

压注时先将液态二氧化碳经由专用运输设备运至矿井,在地面将液态二氧化碳汽化成二氧化碳气体或气液两相流,经矿井已有的灌浆管路或钻孔压注到使用地点,选择合适位置释放。

按目前市场价格,该系统设备投资为180~240万元/套。

(2)井下压注井下压注系统由低温液态二氧化碳贮槽、框架、各类阀门、操作箱、平板车及流量控制、压力控制、温度控制等装置组成,释放能力为300-2000m3/h,出气温度为-25℃,适用于采空区火灾防治。

压注时在地面将大型槽车灌装至井下矿用移动式液态二氧化碳防灭火装置,然后使用矿车运输至井下压注地点,和管路直接连接进行压注。

按目前市场价格,每台矿用移动式液态二氧化碳防灭火装置为20~25万元/套。

4灭火案例4.1高瓦斯矿井封闭火区治理典型案例(1)火区概况2010年10月2日8时50分,某高瓦斯矿井2141(3)综采工作面中上部架顶发生自然发火事故,矿方对工作面上、下风巷进行了封闭,于10月3日夜班1时12分封闭完毕。

待火区稳定后向火区内压注液态二氧化碳灭火。

(2)治理过程工作流程为:化工厂生产的液态二氧化碳由地面液态二氧化碳槽车运送至矿,并逐次灌注到CPW-2.0矿用移动式液态二氧化碳防灭火装置,然后将其运送至井下灌注地点,连接管路注入封闭火区。

液态二氧化碳储运系统主要工作参数为:1)地面槽车:最大可储运20~25t液态二氧化碳;2)CPW-2.0矿用移动式液态二氧化碳防灭火装置:可储运2t液态二氧化碳,最大耐压3Mpa,出口压力0.8~2.0Mpa,出口温度-30~-20℃,出口流量0.5~8.0t/h。

综合考虑2141(3)封闭火区内各封闭墙压力、工作面标高、二氧化碳密度及封闭墙上已有管路、封闭墙附近运输条件等因素后,决定从2#密闭墙(2141(3)顺槽封闭墙)向封闭火区内注液态二氧化碳。

2#密闭墙通向封闭火区共有4路管路,分别是1路Φ100mm注氮管进工作面采空区20m、1路Φ100mm注氮管距工作面100m、1路Φ100mm的备用措施管和1路Φ100mm的观察孔均在封闭墙内距墙口5m处(见图5)。

计划主要用1路距工作面100m的Φ100mm注氮管注液态二氧化碳,1路进工作面采空区20m的Φ100mm注氮管作为注液态二氧化碳备用管,将以上两路注氮管路设三通阀引致2#密闭墙外口车场内备用。

注液态二氧化碳时,停止距工作面100m的Φ100mm注氮管注氮,并用Φ32mm高压管与CPW-2.0矿用移动式液态二氧化碳防灭火装置与相连,向火区内关注液态二氧化碳。

(3)治理效果火区封闭稳定后持续5天向采空区连续压注液态二氧化碳,一般注2t液态二氧化碳(CPW-2.0矿用移动式液态二氧化碳防灭火装置储存量)需20~30min,可生成1280m3气态二氧化碳,每小时可注气态二氧化碳2560~3840m3,效率非常高;实际是5天内注液态二氧化碳92~116t,平均注入气态二氧化碳量为490m3/h~620m3/h。

火区启封期间1#密闭墙打开、接风筒利用30kw局扇Φ600mm风筒供风、排瓦斯。

排瓦斯期间风流中瓦斯浓度始终在0.5%以下,二氧化碳浓度在2%左右,非常稳定,确保了启封安全。

4.2国内其他案例国内已有多个采用二氧化碳治理火灾的成功案例,表明二氧化碳灭火适用性较强,成本较低,具有推广应用价值(见表2)。

5.讨论与建议二氧化碳防治煤火技术潜力巨大,综合效益显著。

首先,每年可减少上亿元的烧失煤量损失,解决呆滞煤量损失;二减少二氧化碳排放量,节支环保费用,防止煤化工产生二氧化碳废气造成的环境污染,有利于改善矿区大气环境质量,探索了二氧化碳减排的新途径;三是提高了我国矿井的预防发火、井下降温、灭火、井下大面积煤炭自燃火灾、矿井安全启封等防治煤火技术水平,为煤矿安全生产多了一份技术保障措施。

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