低浓度瓦斯利用技术在我国的应用及现状讲解
国内外矿井低浓度瓦斯利用技术的探讨
１ ． Ｏ
０ ． ２ ５ ７ ５
８ ． ７ ５ ０× ７ ． ５ ８ ６ ｘ ７ ． ５ ４ ３ ２× ５ ５
４ ０ ０
抽 排 瓦斯 添加 系统 噪声 （ ｄ Ｂ（ Ａ） ） Ｃ Ｈ４ 氧化 率 （ ％） Ｃ Ｏ（ ｍｇ ／ ｍ３ ）
进 低 热值 瓦斯 在缸 内快 速 燃烧 带 动 活塞 做功 输 出电 能 的柴油 点火 的 超低 浓度 瓦斯 发 电机组 ， 目前 已试 验成 功并投 人 市场 。
必须提供相对于甲烷产量更多的加压能耗或加温能
耗 。所 耗 的能量 ，远 超 过所 获取 甲烷 的能 量 。 因而 无 论 从 能源 利 用 的 角度 ，还 是 从 经 济 利 益 的考 量 。 都 是行 不通 的 。此 外 ．由于乏 风 中 的 甲烷 含 量远 远 超 出了 甲烷 的空燃 比范 围 ，用 直 接燃烧 的办 法处 理
１ ０ ～４ ０
≤１ ０
通 风 瓦斯 颗 粒 含 量
不 可 燃颗 粒
≤１
（ ｍｇ ／ ｍ ）
含 硫 总 量
水 滴和 冷凝 物
≤１ Ｏ
≤１ Ｏ
ＣＨ 设 计 最 高工作 体积 分数 （ ％） ＣＨ 设 计 最 低 工 作 体 积 分数 （ ％） 主体 重 量 （ ｔ ） 主体外形尺寸 （ ｍ） 风机功率 （ ｋ Ｗ ）
理论探 ■
／一 、
目前 胜 动集 团与德 国 杜尔 公 司均 采用 了 自热氧 化 装 置 ．区别 在取 热方 式 上 ：胜动 集 团采 用 了 简单
（ 含煤矿通风乏风 ） 。其瓦斯利用技术大致如下 ：第
一
类 ：质量浓度大于 ３ ０ ％的高浓度瓦斯 ，采用高浓
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用煤矿是煤炭资源的主要开采地，在煤矿开采过程中产生的瓦斯是一种危险的气体，不仅对矿工的生命安全构成威胁，还对环境造成污染。
为了有效利用煤矿瓦斯资源，并减少对环境的影响，煤矿低浓度瓦斯发电技术应运而生。
本文将从技术原理、应用效果和发展前景等方面对煤矿低浓度瓦斯发电技术进行介绍。
一、技术原理煤矿低浓度瓦斯发电技术是指利用煤矿井下低浓度瓦斯进行发电，从而实现瓦斯资源的高效利用。
煤矿瓦斯的主要成分是甲烷，同时还含有少量的乙烷、丙烷、氮气等成分。
瓦斯的浓度一般在1%以下，传统的瓦斯发电技术往往无法有效利用这些低浓度的瓦斯资源。
而低浓度瓦斯发电技术通过先对瓦斯进行预处理，将其中的杂质去除，然后将纯净的甲烷燃烧，驱动发电机发电。
低浓度瓦斯发电技术的核心在于瓦斯预处理和燃气发电。
瓦斯预处理主要包括除尘、除湿、除酸和除硫等工序，确保瓦斯的纯度和稳定性。
燃气发电则是通过燃气发电机将瓦斯气体燃烧产生热能，驱动发电设备发电，从而实现对瓦斯资源的高效利用。
二、应用效果煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用效果主要体现在以下几个方面：1. 瓦斯资源利用率高：传统的煤矿瓦斯排放往往造成了能源资源的浪费，而低浓度瓦斯发电技术可以有效利用煤矿井下的瓦斯资源，提高了瓦斯资源的利用率。
2. 节能减排效果明显：煤矿低浓度瓦斯发电技术将瓦斯资源转化为电能，减少了对传统能源的依赖，达到了节能减排的效果。
3. 环保效益显著：瓦斯是一种温室气体，对环境造成了严重的污染，而煤矿低浓度瓦斯发电技术可以将这些有害气体转化为清洁能源，减少了对环境的不良影响。
4. 经济效益显著：煤矿低浓度瓦斯发电技术可以有效减少煤矿的瓦斯排放，降低了矿井的运行成本，提高了矿山的效益。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用效果非常显著，不仅提高了煤矿的资源利用率，还对环境和经济都有积极的影响。
三、发展前景煤矿低浓度瓦斯发电技术具有广阔的市场前景和发展空间。
随着我国对清洁能源的需求不断增加，煤矿低浓度瓦斯发电技术将会成为未来能源开发的重要方向之一。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用煤矿是我国能源的重要来源，但是在煤矿采矿过程中，会产生大量的瓦斯。
瓦斯是一种有害气体，可引起爆炸事故，危害人类生命和财产安全。
因此，要对煤矿瓦斯进行有效的治理和利用是保障煤炭生产安全和可持续发展的重要措施之一。
煤矿低浓度瓦斯发电技术是一种有效的利用煤矿瓦斯的方法，该技术通过将煤矿瓦斯转化为电能，达到减少瓦斯排放、提高煤炭资源利用率和环保效益的目的。
在煤矿里，瓦斯浓度通常会受到地下煤体结构、采矿方式、时间和瓦斯抽采系统等因素的影响，而低浓度瓦斯发电技术就是利用这种低浓度瓦斯生成电能的新技术。
低浓度瓦斯发电技术是利用煤矿废气及瓦斯供能的一种发电方式。
该技术采用燃气发动机与有机末端式发电机组成的发电设备，将煤矿瓦斯经过预处理后进入燃气发动机中进行燃烧，从而产生电能。
其中的关键是预处理技术，需要对煤矿瓦斯进行降压、洗涤、除尘等处理，以达到安全、高效、稳定的发电效果。
与传统的燃煤发电相比，低浓度瓦斯发电技术具有如下优势：（1）降低煤矿瓦斯排放量，减轻煤矿环境污染和温室气体排放。
（2）提高煤炭资源利用率。
煤矿瓦斯是一种可以再利用的能源，发电后可以实现资源的最大化利用。
（3）对煤矿的经济效益提高有一定帮助，发电可以带来一定的收益，尤其是在能源紧缺的情况下，低浓度瓦斯发电技术会更具优势。
（4）改善煤矿内部环境，降低矿工的劳动强度和工作风险。
3. 参考案例山东某煤矿低浓度瓦斯发电技术在2018年得以广泛应用。
该煤矿的瓦斯利用率仅为0.8%，而应用低浓度瓦斯发电技术后，瓦斯利用率能够达到60%以上。
每年能够发电并销售电力500多万千瓦，实现了能源的再利用，并赋予了煤炭新的生命。
值得注意的是，低浓度瓦斯发电技术的推广应用并不是一帆风顺的。
目前，推广应用的过程中，仍存在发电设备成本高、技术难度大、运行成本高等问题。
人们期待新的技术突破和成本降低，进一步推动低浓度瓦斯发电技术的应用和推广。
基于低浓度瓦斯发电技术研究现状与应用
基于低浓度瓦斯发电技术研究现状与应用摘要：煤矿瓦斯是一种重要的清洁能源资源，开发利用对于节约能源资源、保护环境具有积极意义。
基于低浓度瓦斯发电技术是利用低浓度瓦斯资源进行发电的一种技术，具有高效、环保、安全等特点，是当前煤矿瓦斯发电技术的研究热点之一。
本文将对基于低浓度瓦斯发电技术的研究现状和应用进行综述，旨在为相关领域的研究提供参考和启示。
关键词：煤矿瓦斯；低浓度瓦斯；发电技术；环保；安全煤矿瓦斯资源是一种重要的清洁能源资源，其开发利用对于节约能源资源、保护环境具有积极意义。
然而，由于瓦斯浓度低、成分复杂等原因，低浓度瓦斯的利用一直是煤矿瓦斯发电技术研究面临的难题。
随着煤矿瓦斯发电技术的不断发展和创新，基于低浓度瓦斯发电技术成为了当前煤矿瓦斯发电技术的研究热点之一。
本文将对基于低浓度瓦斯发电技术的研究现状和应用进行综述，以期为相关领域的研究提供参考和启示。
1基于低浓度瓦斯发电技术的概述1.1 低浓度瓦斯发电技术的分类低浓度瓦斯发电技术是指利用煤矿瓦斯中浓度较低的瓦斯资源进行发电的一种技术。
根据其能量转化方式和系统特点，低浓度瓦斯发电技术可以分为以下几类：第一类是热机发电技术，主要包括内燃机发电和燃气轮机发电。
其中，内燃机发电技术适用于瓦斯浓度在5%以下的瓦斯井，具有结构简单、启动快速等特点，但效率较低；燃气轮机发电技术适用于瓦斯浓度在5%以上的瓦斯井，具有效率高、维护方便等特点。
第二类是化学发电技术，主要包括燃料电池和生物燃料电池。
其中，燃料电池发电技术适用于瓦斯浓度低于5%的瓦斯井，具有高效率、零排放等特点；生物燃料电池发电技术适用于瓦斯浓度低于1%的瓦斯井，具有能源转化效率高、环保等特点。
1.2 各种技术的原理和特点内燃机发电技术是将瓦斯燃烧后，利用燃烧释放的热能驱动内燃机发电，其具有结构简单、启动快速等特点，但效率较低，适用于瓦斯浓度在5%以下的瓦斯井。
燃气轮机发电技术是将瓦斯通过燃气轮机进行燃烧，利用燃烧释放的高温高压气体驱动轮机发电，其具有效率高、维护方便等特点，适用于瓦斯浓度在5%以上的瓦斯井。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用煤矿是我国能源资源的主要产地之一，但煤矿生产过程中往往伴随着瓦斯的产生。
瓦斯是煤矿中一种危险的气体，不仅容易引发矿井事故，还是一种宝贵的能源资源。
目前，煤矿低浓度瓦斯发电技术已经成熟，并得到广泛应用。
本文将从煤矿低浓度瓦斯的特点、发电技术原理、技术应用及发展前景等方面进行阐述。
一、煤矿低浓度瓦斯的特点二、煤矿低浓度瓦斯发电技术原理煤矿低浓度瓦斯发电技术是将煤矿释放出来的低浓度瓦斯收集、净化后，直接用于发电，是一种新型的清洁能源利用技术。
其原理主要包括瓦斯收集、净化和发电三个步骤。
首先是瓦斯的收集。
煤矿瓦斯收集系统主要包括管道收集系统和井下抽采系统两种。
管道收集系统是通过地面的管道网络将瓦斯从井下抽采出来输送到地面处理站，而井下抽采系统则是直接在井下进行瓦斯的抽采和输送。
瓦斯收集系统的设计合理与否直接影响到瓦斯的采集效率和发电的经济性。
其次是瓦斯的净化。
瓦斯净化主要是对瓦斯中的杂质和水分进行去除，使瓦斯达到一定的纯度和湿度要求，以满足燃气发电机组的使用要求。
目前，常用的瓦斯净化技术主要包括吸附法、膜法和化学吸收法等。
最后是发电。
经过收集和净化后的瓦斯被引入燃气发电机组，借助燃气发电机组的燃烧过程，瓦斯能够释放出热能，驱动发电机发电。
通过发电技术的应用，煤矿低浓度瓦斯被转化为电能，实现了瓦斯资源的高效利用。
目前，我国在煤矿低浓度瓦斯发电技术上已经有了一定的成果和经验。
一些大型煤矿已经开始尝试在矿井中建设瓦斯发电站，利用低浓度瓦斯进行发电。
一些技术先进的瓦斯净化设备也已经开始在一些煤矿中得到应用，使得瓦斯的净化效果和发电效率得到了显著提高。
在技术上，煤矿低浓度瓦斯发电技术也正在不断创新和完善。
新型的瓦斯发电机组，高效的瓦斯净化设备以及智能化的瓦斯控制系统等新技术的应用不断提高着瓦斯发电技术的效率和安全性。
一些煤矿企业也开始积极开展瓦斯发电项目，争取政府支持和投资，推动煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用和推广。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用煤矿低浓度瓦斯发电技术是指采用专门的瓦斯发电机组，在瓦斯浓度较低的条件下进行发电。
传统的煤矿瓦斯利用需要瓦斯浓度在5%以上才能进行发电，而低浓度瓦斯发电技术可以有效利用浓度在1%以下的瓦斯资源，将之转化为电能，实现资源的最大化利用。
这一技术不仅提高了煤矿瓦斯的开采率，减少了瓦斯的排放，还为矿井提供了可靠的、清洁的电力供应，促进了矿井的安全生产。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用具有重要的意义。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用不仅可以带来经济效益，还能够带来环境效益。
在传统的煤矿瓦斯利用过程中，由于受限于瓦斯浓度的限制，瓦斯往往被排放到大气中，造成了严重的环境污染和温室气体的排放。
而低浓度瓦斯发电技术可以将这些弱瓦斯资源变废为宝，最大限度地减少了瓦斯的排放，降低了环境污染。
通过发电的方式将瓦斯能量转化为电能，实现了资源的再利用，降低了能源的浪费。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用对环保和资源节约方面有着重要的意义。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用还对于煤矿安全生产有着积极的促进作用。
煤矿矿井内的瓦斯属于有害气体，一旦积聚过多，将会对矿井内的人员和设备造成严重的安全隐患。
传统的瓦斯抽采技术往往只能将部分的瓦斯排放到大气中，而低浓度瓦斯发电技术可以将瓦斯直接转化为电能，有效减少了瓦斯的积聚和矿井内的瓦斯爆炸风险。
而且由于瓦斯发电过程本身是一个自洁过程，可以有效去除瓦斯中的有毒物质，降低了对环境和人员的危害。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用对煤矿安全生产具有重要的促进作用。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用在提高煤矿资源利用率、减少环境污染和促进煤矿安全生产方面具有重要的作用。
目前，我国煤矿低浓度瓦斯发电技术已经取得了一系列的重要进展，具备了很好的应用前景。
但是在实际应用中，还存在一些问题需要解决。
首先是技术的成熟度和可靠性问题，由于低浓度瓦斯发电技术相对较新，相关的技术研发和设备制造尚不够成熟，存在着一定的技术风险。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用
随着世界经济的快速发展，对能源需求的需求逐渐增加，燃煤发电作为传统能源的主
要来源之一，被广泛应用。
然而，煤矿瓦斯的排放和利用一直是煤矿安全生产和环境保护
的重要问题。
在传统的做法中，矿井瓦斯主要通过排放、燃烧和抽采的方式处理，但这些
方式都有一定的局限性和一定的环境风险。
低浓度瓦斯是指瓦斯浓度在0.3%~1%之间的瓦斯。
传统的瓦斯处理方法对瓦斯浓度有
一定的要求，而低浓度瓦斯无法进行燃烧利用和抽采利用。
而低浓度瓦斯发电技术却可以
将低浓度瓦斯发电，实现瓦斯能源的利用和资源化。
低浓度瓦斯发电技术的原理是通过瓦斯动力机或内燃机转化瓦斯能为机械能，最终转
化为电能。
相比传统的排放和抽采方式，低浓度瓦斯发电技术具有以下优势：
1.资源化利用。
低浓度瓦斯是可再生资源，通过低浓度瓦斯发电技术可以将瓦斯转化
为电能，实现资源化利用。
2.安全生产。
传统瓦斯排放和抽采方式都存在一定的环境和安全风险，而低浓度瓦斯
发电技术可以减少瓦斯的排放和燃烧，降低煤矿事故的发生率。
3.节能减排。
低浓度瓦斯发电技术的应用可以有效地减少煤矿的能耗和二氧化碳排放，为环保减排作出贡献。
低浓度瓦斯发电技术在煤矿中的应用可以实现瓦斯资源的最大化利用，提高煤矿的经
济效益和社会效益。
同时，也可以降低煤矿的运营成本和环境风险，保障煤矿的安全生产。
未来，随着技术的不断更新和完善，低浓度瓦斯发电技术将会更加成熟和稳定，为能源的
可持续发展和环保减排作出更大的贡献。
我国煤矿低浓度瓦斯利用技术研究现状及前景展望
４ 瓦斯 氧化利 用 。将 抽 排 的 低浓 度 瓦 斯 ， ） 与煤 矿乏风 瓦斯 混合后 ， 进行 氧 化反应 ， 利用 氧化反 应产 生的热 能 ， 进行 发 电 、 冷 和 制 热 ， 行 热 量 的 阶梯 制 进
利用。
作 者简 介 ： 伍 见 （ ９４ ） 男 ， 庆 梁 平 人 ， 究 员 ， 龙 １５ 一 ， 重 研 主 要从 事 煤 矿 瓦斯 灾害 防治 技 术 和煤 层 气开 发 利 用 技 术研 究 工
度 瓦斯浓 缩 技 术 ； 煤 矿 低 浓 度 瓦 斯 燃 （ ） 技 ③ 焚 烧
煤 矿抽采 瓦斯 浓 度 普遍 较 低 （ Ｃ （ Ｈ ）＜３ ％ ， 为 ０ 称 低 浓度 瓦斯 ） 且 浓 度 不稳 定 ， 以满足 工 业利 用 和 ， 难
化工 产 品的要求 。
视， 将其作 为治 理 瓦斯 的根 本 措施 ， 出 了“ 抽后 提 先 采、 能抽 尽抽 、 以用促抽 ” １ 的 ２字方针 ， 制订 了《 并 煤 矿 瓦斯 抽采基本 指标》 等一系列 标准 和法规 ， 大 了 加 瓦斯抽 采工作 的力 度 ， 矿 瓦 斯抽 采 量 逐 年大 幅度 煤 增 加 。２ ０ ０ ６年 全 国煤 矿 瓦斯 抽采 量 为 ３ ． ２ ４亿 ｍ ； ２０ ０ ７年全 国瓦斯抽 采量 为 ４ ．５亿 ｍ ， 中井 下 瓦 ７３ 其 斯抽采 量为 ４ ４亿 ｍ ；０ ８年 全 国 瓦斯 抽 采 量达 到 ２０
２ 煤 矿低 浓 度 瓦 斯 利 用 的技 术 途 径
１ 瓦斯发 电 。采用 煤矿低 浓度 瓦斯发 电机 组和 ）
输 送安全 保 障技术 ， 实现 低浓 度瓦斯 发 电 ， 目前 在技
术 是可行 的 ， 以后 将成 为低 浓 度 瓦斯 利 用 的 主要 技
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用煤炭资源一直是我国能源领域的重要资源，而煤矿瓦斯是煤矿开采过程中产生的一种有害气体，含有可燃性气体成分。
煤矿瓦斯的处理和利用一直是煤矿安全生产和资源利用的重要问题。
为了更好地利用煤矿瓦斯资源，降低煤矿瓦斯对环境和人体的危害，煤矿低浓度瓦斯发电技术应运而生。
本文将对煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用进行介绍。
一、煤矿低浓度瓦斯的特点煤矿低浓度瓦斯指的是瓦斯浓度低于25%的瓦斯。
相比于高浓度瓦斯，低浓度瓦斯的爆炸性更弱，但瓦斯气体中的甲烷成分的燃烧热值却更高，因此也具有一定的利用价值。
煤矿低浓度瓦斯广泛分布在煤矿工作面和深井煤层中，数量可观。
煤矿低浓度瓦斯发电技术是指将煤矿低浓度瓦斯直接利用于发电。
常见的煤矿低浓度瓦斯发电技术主要包括燃烧发电技术和燃料电池发电技术。
1. 燃烧发电技术煤矿低浓度瓦斯中的甲烷成分可被燃烧产生热能，常见的燃烧发电技术是利用内燃机或燃气轮机将瓦斯燃烧产生的热能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能。
这种技术可以直接利用煤矿低浓度瓦斯进行发电，将瓦斯资源利用起来，减少对大气造成的污染。
这种技术也可以提高矿井的安全性，减少瓦斯爆炸的风险。
燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，其中燃料电池发电技术利用煤矿低浓度瓦斯中的甲烷成分与氧气发生氧化反应，从而产生电能。
燃料电池发电技术具有高效、清洁、低噪音等特点，对环境友好。
而且，燃料电池发电技术还能够比较彻底地将有害气体利用起来，减少对环境的污染。
煤矿低浓度瓦斯发电技术在我国已经取得了一定的应用成果。
目前，一些大型煤矿已经建设了煤矿低浓度瓦斯发电站，通过燃烧发电技术或燃料电池发电技术利用煤矿低浓度瓦斯进行发电。
这些发电站不仅可以有效利用煤矿低浓度瓦斯资源，减少对环境的污染，同时也提高了煤矿的资源利用效率。
同时在技术研发方面，国内外热力公司及大学科研机构也在煤矿低浓度瓦斯发电技术上持续进行研究与改进，推动技术的完善和推广。
低浓瓦斯综合利用新技术研究
低浓瓦斯综合利用新技术研究近年来，随着城市化和工业化程度的不断提高，国内矿山和煤矿生产的瓦斯问题愈加突出。
瓦斯对于地下安全和环境保护都具有重要意义。
但是，目前存在的主要问题是瓦斯排放量较大，对于环境和能源资源的浪费程度较高。
为了有效地利用瓦斯资源，低浓瓦斯综合利用技术被越来越多地关注和探索。
该技术通过瓦斯开采、净化、压缩、输送和利用，可以将瓦斯转化为安全、清洁、高效的能源和化学原料，同时还能减少矿井和煤矿的温室气体排放和违反规章制度的行为。
一、低浓瓦斯开采技术低浓瓦斯开采技术主要包括瓦斯抽采、钻孔水封、液体封等技术。
其中，瓦斯抽采技术是目前应用最为广泛和成熟的开采技术。
瓦斯抽采主要有水力压采、风机抽采、液体喷射等方式，可以将地下瓦斯抽采到地面，同时防止矿井爆炸事故发生。
二、低浓瓦斯净化技术低浓瓦斯净化技术是实现瓦斯综合利用的前提条件。
常用的技术包括活性炭吸附法、分子筛吸附法、膜分离法等。
这些技术可以有效地去除瓦斯中的污染物和杂质，使其成为安全和清洁的能源。
三、低浓瓦斯压缩技术低浓瓦斯压缩技术主要是将净化后的瓦斯通过压缩装置压缩到更高压力，以方便输送和利用。
压缩技术不仅可以提高瓦斯的储存能力，还可以增加瓦斯的利用价值。
四、低浓瓦斯输送技术低浓瓦斯输送技术主要包括管道输送和车辆输送两种方式。
管道输送是应用最为广泛和经济的瓦斯输送方式，它具有灵活、经济、高效和安全的特点。
车辆输送主要应用于交通不便、矿区内临时作业和瓦斯需求较小的场合。
五、低浓瓦斯利用技术低浓瓦斯利用技术主要包括燃料利用和化工利用两种方式。
燃料利用主要包括发电、热能、燃气汽车和城市燃气等方面。
以用于城市燃气的方式较为常见。
化工利用主要是指将瓦斯转化为化学原料，包括合成氨、合成甲醇、制备丙烯等方面。
综上所述，低浓瓦斯综合利用技术拥有广泛的应用前景和重要的经济和环境价值。
但是，在实际的生产应用过程中，仍然存在一系列问题和挑战，如技术成熟度、成本效益、环境污染、安全风险等等。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用
煤矿低浓度瓦斯发电技术是指利用煤矿瓦斯中的低浓度瓦斯进行发电的一种技术。
传统的煤矿瓦斯发电技术主要是利用高浓度瓦斯进行发电，而低浓度瓦斯往往被排放或者焚烧，造成能源的浪费和环境的污染。
低浓度瓦斯发电技术的出现，可以解决这个问题，提高煤矿瓦斯资源的利用效率。
可以减少煤矿瓦斯的排放量。
煤矿瓦斯是一种温室气体，对环境造成的污染较大。
传统的瓦斯利用方式往往无法充分利用煤矿瓦斯，导致瓦斯被排放到大气中。
而低浓度瓦斯发电技术可以将原本被排放的瓦斯利用起来，减少瓦斯的排放量，降低环境污染。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用主要包括以下几个方面。
需要设计和建造适用于低浓度瓦斯的发电设备。
低浓度瓦斯发电设备的设计需要考虑到瓦斯的含量低和气体成分复杂的特点，确保设备能够稳定运行。
需要制定适合低浓度瓦斯发电的运行规程和操作技术。
由于瓦斯浓度低，发电设备的运行条件和操作要求与传统的瓦斯发电设备有所不同，需要制定相应的规程和技术。
需要加强对低浓度瓦斯发电技术的研究和推广。
煤矿低浓度瓦斯发电技术是一种新兴的技术，目前在煤矿中的应用还不够普遍，需要进一步的研究和推广。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用煤矿是我国能源产业的重要组成部分，矿井内的瓦斯是煤矿安全生产的重要隐患之一。
为了提高煤矿瓦斯利用率，增加煤矿的经济效益，近年来煤矿低浓度瓦斯发电技术得到了广泛的开发和应用。
在本文中，我们将探讨煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用现状、发展趋势以及存在的问题，并提出改进措施，以期为煤矿瓦斯资源的有效利用提供参考。
一、煤矿低浓度瓦斯的特点煤矿瓦斯主要成分为甲烷，但在煤矿开采过程中，由于煤层的变化、地质构造等原因，瓦斯的浓度常常在千分之几至千分之数十不等。
这种低浓度的瓦斯难以直接用于生产和生活，同时可能成为矿井安全事故的隐患。
如何将低浓度的瓦斯有效利用成为了煤矿安全生产和资源综合利用的重要问题。
1. 低浓度瓦斯的利用技术目前，低浓度瓦斯的利用技术主要包括发电、热利用和化学利用三种方式。
煤矿低浓度瓦斯发电技术得到了广泛的应用。
煤矿低浓度瓦斯发电技术通过采用先进的瓦斯发电机组，将低浓度的瓦斯高效燃烧，从而达到发电的目的。
这种技术不仅降低了矿井瓦斯的排放量，减少了安全隐患，还能够将瓦斯资源转化为电能，提高了煤矿的经济效益。
2. 应用案例三、煤矿低浓度瓦斯发电技术的发展趋势1. 技术的不断创新随着科技的不断进步，煤矿低浓度瓦斯发电技术也在不断创新。
传统的瓦斯发电技术主要采用内燃机等设备，然而这种设备在低浓度瓦斯利用方面存在效率低、排放大等问题。
未来煤矿低浓度瓦斯发电技术将朝着高效、清洁、稳定的方向发展，采用先进的燃气轮机等设备实现低浓度瓦斯的高效利用。
2. 跨行业的整合应用未来，煤矿低浓度瓦斯发电技术将向着跨行业的整合方向发展。
在煤矿开采的可以将煤矿瓦斯发电技术与光伏发电、风力发电等新能源技术相结合，实现多能源的统一调度和利用，提高能源的整体利用效率。
3. 政策的推动和支持由于煤矿低浓度瓦斯发电技术有助于煤矿安全生产和瓦斯资源的高效利用，因此相关政策将逐步出台，对该技术进行推动和支持。
一方面，政府将加大对煤矿低浓度瓦斯发电项目的补贴和扶持力度；政府将出台相关的产业政策，推动低浓度瓦斯发电技术的产业化和规模化应用。
低浓度瓦斯发电技术及应用
低浓度瓦斯发电技术及应用摘要：本文对低浓度瓦斯发电方面的技术进行探讨，并提出了如何将这项技术推广使用。
关键词：瓦斯浓度我国地大物博，瓦斯储量非常丰富，如果将瓦斯更加完善的利用起来，会对我国有很大的帮助，瓦斯很有多用途，在这里，着重讲解一下瓦斯的发电技术，目前国内外还没有一种安全可靠的开发利用方式，在这之前，国内外瓦斯发电使用的瓦斯的浓度一般在25％以上，对于浓度低于25％的瓦斯，国内外还没有。
在矿井中，瓦斯含量特别大，如果将这部分瓦斯利用起来，经过提纯，可以利用瓦斯燃烧产生热量，用来发电，不仅减少了矿井作业的安全隐患，还增加的新能源。
一、低浓度瓦斯来源低浓度瓦斯发电这项技术适合用于煤量储存丰富的地方，矿井中瓦斯的含量非常高，需要安装一套瓦斯抽放系统，将煤矿井中的瓦斯收集起来，降低了井道中的瓦斯含量，有利于安全工作，同样瓦斯的输送过程同样重要，如果一旦泄露，危害很大，所以对整个管道施工工艺要求非常高。
煤层气(煤矿瓦斯)主要成分是甲烷，其热值是通用煤的2-5倍。
1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21 kg标准煤，与天然气相当。
因此，煤层气可以与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是优质的工业、化工、发电和居民生活燃料。
据统计，2009年，全国煤层用户超过87万户，以煤层气为燃料的汽车超过4000辆，瓦斯发电装机容量超过92万千瓦。
然而，这样的规模远远不能将目前采出的煤层气利用起来，一大部分煤层气采出后仍然被排空了。
以目前煤层气上游业务发展的态势看，煤层气下游市场的前景将非常广阔，煤层气终端利用项目的开发亟待推进。
煤层气液化是指煤层气经净化、提纯后，在一定的温度压力下，从气态变成液态的工艺。
通过研究热力均匀控制技术、氧化过程气流换向控制和换向过程中逃逸甲烷气体回收氧化技术以及抽排瓦斯。
二、瓦斯浓度控制若采用深冷精馏的方法，可把浓度为35％-50％的矿井瓦斯提纯液化为浓度为99.8％的LNG(液化天然气)。
低浓度瓦斯发电技术研究现状与展望
低浓度瓦斯发电技术研究现状与展望摘要：近些年来，国家对于煤层气开发项目的关注度提升了许多，据此进行了相关优惠政策的制定与实施，瓦斯的综合利用也因此得到了广泛的开发与发展，而这其中低浓度瓦斯发电技术与其它技术相比较具有着安全、高效的特点与优势。
本文就针对低浓度瓦斯发电技术的研究现状进行了深入、细致的研究与分析，现阶段我国的低浓度瓦斯发电技术的应用与发展上还存在着问题，为此提出了相关对策，并针对这一技术的前景进行了展望。
关键词：低浓度瓦斯发电；内燃机发电；技术1 引言煤矿瓦斯是一种清洁能源，对其如果能够合理充分的运用起来，我国不管是在经济发展上，还是环境保护的推进上都起到了积极的作用。
首先在极大的程度上对温室气体的排放减少了，有利于我国环境保护质量的提升；同时当满足了我国内部的用点需求时，剩余内部消耗不到的电量可以用于交易，以此来推动我国的经济进一步的发展和促进。
以此来看，瓦斯的利用途径其中最为重要的一方面就是利用瓦斯发电。
有相关数据表明，截止到目前为止，我国的瓦斯发电总装机容量的发展速度十分的迅速，增长的速度仍在不断的增加中，说明了我国瓦斯发电的利用率在显著提高，而低浓度瓦斯发电则是目前最常见的瓦斯利用途径。
利用抽采来确保瓦斯的使用，利用瓦斯的不断利用来促进抽采技术的不断发展，这样的一个良性循环对瓦斯抽采技术与瓦斯发电技术不断改进与创新具有着促进作用。
而以此为瓦斯利用与开采提供了良性的发展，更对技术的不断提高提供了更有力的支持。
2 低浓度瓦斯发电技术研究现状2.1 内燃机发电技术内燃机发电技术首先具有一个优势，那就是其中的空燃比自动调节技术对于低浓度、大流量的瓦斯与空气混合进行低浓度瓦斯发电是十分有利、便捷的。
煤矿抽采瓦斯技术受到浓度、压力不稳定的限制，需要调节燃气和空气进气量，由中央控制器向执行器控制发布命令，使其自动调节混合比，将浓度控制在6%，这样的话，发动机空燃比就能够始终保持在理想的状态下进行。
国内低浓度煤矿瓦斯利用技术和前景探析
国内低浓度煤矿瓦斯利用技术和前景探析有关专家指出，曾身背煤矿“第一杀手”罪名的瓦斯，摇身一变成为清洁能源，不仅使煤矿提高了安全生产系数，也为全国煤炭行业的节能减排开辟了广阔空间。
标签：低浓度瓦斯；煤矿瓦斯；利用1 煤矿低浓度瓦斯利用技术研究现状1.1 煤矿低浓度瓦斯发电技术瓦斯发电是煤矿低浓度瓦斯利用的最佳途径，目前瓦斯发电主要有3种方式：大功率燃气轮机发电、蒸汽轮机发电和往复活塞式内燃机组发电。
利用燃气轮机和蒸汽轮机发电一次性投入大，建站周期长，要求燃气流量充足，只适合瓦斯抽采量大且气体成分较稳定的大型矿井。
燃气轮机的热效率不超过30%，蒸汽轮机的热效率更低，仅为10%左右。
利用内燃机组发电，一次性投入低，建站周期短，内燃机组台数和功率范围可根据瓦斯气量的大小进行确定，电站移动方便，非常适合大、中、小型煤矿。
因此，内燃机组发电是目前解决瓦斯利用最佳途径。
1.2 煤矿低浓度瓦斯浓缩技术我国有多家科研单位和大专院校一直在进行矿井低浓度瓦斯浓缩提纯技术及装备的研究，主要采用两方面的技术途径:①变压吸附浓缩技术;②低温液化分离技术。
1.2.1 变压吸附浓缩技术变压吸附技术是利用吸附剂的平衡吸附量随组分分压升高而增加的特性，进行加压吸附、减压脱附。
变压吸附技术目前被认为是比较成熟的技术，在天然气领域有系列的装置可供选择。
将该技术用在瓦斯提纯领域里，主要取决于其经济合理性和安全可靠性。
低浓度瓦斯气体的提纯工序复杂，经济性成本较高。
根据煤炭科学研究总院抚顺分院的实验，制取体积分数80%的瓦斯，原始气体积分数为30%时，回流比为0.43;原始气体积分数为20%时，则回流比为0.72，效率降低2/3。
此外，低浓度瓦斯中含有O2，在变压吸附过程存在一定安全隐患。
1.2.2 低温液化分离技术低浓度煤层气含氧液化工艺是先将气体混合物冷凝为液体，然后再按各组分蒸发温度的不同，在精馏塔内将它们分离。
其工艺与目前采用的先除氧再液化或者先采用变压吸附浓缩再液化的工艺相比，具有液化甲烷纯度高、回收率高、成本低、占地面积小的突出优点，与目前已有的分子筛脱碳脱水以及膨胀机制冷的含氧液化工艺相比，具有工艺流程更合理、能耗低、运行成本低的优点。
低浓度瓦斯利用技术在的应用及现状
低浓度瓦斯利用技术在的应用及现状The latest revision on November 22, 2020低浓度瓦斯利用技术在我国的应用及现状安全07—2王延廷摘要:介绍了我国煤矿抽采瓦斯利用存在的问题和煤矿低浓度瓦斯利用的主要技术途径,详细分析了煤矿低浓度瓦斯利用技术的研究现状,并对今后的利用前景进行了客观展望。
关键词:低浓度瓦斯利用;现状;前景1、煤矿瓦斯利用现状我国是一个产煤大国,矿井瓦斯是煤矿安全生产的最大隐患。
国家对煤矿瓦斯抽采工作非常重视,将其作为治理瓦斯的根本措施,提出了“先抽后采、能抽尽抽、以用促抽”的12字方针,并制订了《煤矿瓦斯抽采基本指标》等一系列标准和法规,加大了瓦斯抽采工作的力度,煤矿瓦斯抽采量逐年大幅度增加。
2006年全国煤矿瓦斯抽采量为32.4亿/m3;2007年全国瓦斯抽采量为47.35亿/m3,其中井下瓦斯抽采量为44亿/m3;2008年全国瓦斯抽采量达到55亿/m3,其中淮南、阳泉、松藻、水城和宁煤10家重点煤矿瓦斯抽采量超过1亿/m3。
我国煤矿瓦斯利用起步较早,从20世纪50年代就开始利用,但瓦斯利用率非常低,目前只占瓦斯抽采量的1/3左右。
2006年瓦斯利用量为11.5亿/m3,利用率为35.49%;2007年瓦斯利用量为14.46亿/m3,占30.54%(其中井下抽出瓦斯利用量为13亿/m3,占30.2%);2008年瓦斯利用量为16亿/m3,占29.09%,瓦斯利用率还略有下降。
另据统计资料分析,2006年全国重点煤矿抽出的瓦斯累计利用量为6.15亿/m3,利用率为23.53%,其中民用瓦斯4.74亿/m3,占77.07%;发电用瓦斯1.41亿m3,占22.93%。
我国瓦斯利用仍以民用为主。
造成我国煤矿瓦斯利用率低的主要原因:一是大部分煤矿远离城镇,民用瓦斯规模难以扩大;二是煤矿抽采瓦斯浓度普遍较低((CH4)<30%,称为低浓度瓦斯),且浓度不稳定,难以满足工业利用和化工产品的要求。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用【摘要】煤矿低浓度瓦斯发电技术是利用煤矿废气中含有的低浓度瓦斯来进行发电，有着重要的应用价值。
本文从技术原理入手介绍了煤矿低浓度瓦斯发电技术的工作原理，并详细阐述了其在能源利用和环保方面的优势。
通过分析当前技术发展现状和应用案例，展示了该技术在实际生产中的重要作用。
在强调了该技术的可持续性、社会经济效益和环境效益。
随着我国煤矿开采工作的不断推进和煤炭产业的持续发展，煤矿低浓度瓦斯发电技术将有着更加广阔的发展前景和应用前景，为推动煤炭资源的有效利用和环境保护做出了重要贡献。
【关键词】关键词：煤矿、低浓度瓦斯、发电技术、应用、原理、优势、发展现状、应用案例、未来发展、可持续性、社会经济效益、环境效益1. 引言1.1 煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用概述煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用是指利用煤矿井下低浓度瓦斯进行发电的一种技术。
随着能源和环境问题日益突出，煤矿低浓度瓦斯发电技术逐渐受到关注和推广。
煤矿瓦斯是一种有害气体，但同时也是一种潜在的能源资源。
煤矿低浓度瓦斯发电技术通过收集、净化和利用瓦斯，将其转化为电能，实现了资源的有效利用和对环境的保护。
煤矿低浓度瓦斯发电技术可以有效降低矿井瓦斯爆炸的风险，减少温室气体排放，提高矿井的安全性和生产效率。
利用煤矿瓦斯发电还可以为煤矿企业带来经济收益，降低能源成本，提高能源利用效率。
在当前能源转型和环境保护的背景下，煤矿低浓度瓦斯发电技术有着广阔的应用前景和市场潜力。
随着技术的不断进步和政策的大力支持，相信煤矿低浓度瓦斯发电技术将在未来得到更广泛的推广和应用，为我国的能源结构优化和环境改善作出更大的贡献。
2. 正文2.1 煤矿低浓度瓦斯发电技术的原理煤矿低浓度瓦斯发电技术的原理是利用煤矿井下的低浓度瓦斯作为燃料，通过燃气发电机组将其转化为电能。
煤矿瓦斯是一种常见的煤层气体，主要成分是甲烷，同时还含有少量的乙烷、二氧化碳、氮气等成分。
煤矿井下的瓦斯通常是通过抽采系统采出，而低浓度的瓦斯一般在1%-30%之间。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用煤矿低浓度瓦斯发电技术是一种利用煤矿瓦斯资源进行发电的方法。
煤矿瓦斯是在煤矿开采过程中释放出的一种可燃气体，它主要由甲烷组成。
瓦斯的释放不仅浪费了资源，还对矿井安全造成了威胁。
开发利用瓦斯资源具有重要的意义。
传统的煤矿瓦斯利用方法主要是通过瓦斯抽采和利用，即将瓦斯从矿井中抽取到地面进行利用。
对于低浓度瓦斯的利用，传统的抽采方法效果较差，不经济。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的出现填补了这一空白。
煤矿低浓度瓦斯发电技术主要分为火种燃烧和高效发电两种方法。
火种燃烧是指将低浓度瓦斯直接燃烧，通过燃烧产生的高温高压气体驱动发电机发电。
这种方法适用于瓦斯浓度较低的情况，但燃烧过程中产生的废气会对环境造成污染。
火种燃烧通常需要配备燃气净化设备进行处理。
高效发电是指将低浓度瓦斯通过特殊的瓦斯发电机进行发电。
瓦斯发电机是一种专门针对煤矿瓦斯特点设计的发电装置，它能够在低浓度的瓦斯条件下高效发电。
瓦斯发电机采用燃气发电技术，即将瓦斯与空气混合后，在发动机中进行燃烧，产生高温高压气体推动发电机发电。
这种方法不仅能够高效利用瓦斯资源，还能够减少瓦斯的排放，降低对环境的影响。
1. 矿井瓦斯优先利用：煤矿开采过程中，瓦斯是一种常见的危险因素。
通过将低浓度瓦斯发电技术应用于矿井，可以将瓦斯资源优先利用起来，减少瓦斯的积累，降低矿井事故的风险。
2. 煤矿能源供应：煤矿作为煤炭资源的开采地，通常距离城市较远，电力供应不便。
通过在煤矿中设置低浓度瓦斯发电装置，可以为煤矿提供稳定的电力供应，满足矿井设备运行和矿工生活的需求。
3. 煤矿瓦斯资源的综合利用：煤矿瓦斯不仅可以用于发电，还可以用于其他工业用途。
通过将低浓度瓦斯发电技术与其他利用技术相结合，可以实现瓦斯资源的综合利用，提高煤矿经济效益。
4. 清洁能源替代：煤矿瓦斯的燃烧过程中产生的废气主要是二氧化碳和水蒸气，相对于传统的燃煤发电方式，煤矿低浓度瓦斯发电技术可以减少大气污染物的排放，对于改善环境质量具有积极作用。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用煤矿是一种传统的能源资源，但其开采过程中常常会产生大量的瓦斯，给矿井的安全生产带来很大的威胁。
传统的瓦斯处理方式是瓦斯抽采和瓦斯利用，但由于瓦斯浓度较低，传统瓦斯利用方式效率较低，且成本较高。
近年来，随着科技的发展，煤矿低浓度瓦斯发电技术逐渐兴起，成为煤矿瓦斯处理的新方向。
煤矿低浓度瓦斯发电技术是指将煤矿中的低浓度瓦斯经过预处理后直接用于发电。
相比传统的瓦斯利用方式，煤矿低浓度瓦斯发电技术具有瓦斯利用效率高、投资成本低、运行稳定等优势。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的应用主要有以下几个方面：1. 提高矿井安全性能：瓦斯是煤矿中常见的有害气体之一，积累过多可能引发瓦斯爆炸事故。
将低浓度瓦斯转化为能源，可以减少矿井内瓦斯的积累量，降低爆炸风险，提高矿井的安全性能。
2. 提高能源利用效率：煤矿低浓度瓦斯发电技术可以将瓦斯转化为电能，提高能源的利用效率。
相比传统的瓦斯抽采和利用方式，瓦斯发电技术的能源转化效率更高，可以最大限度地利用煤矿中的瓦斯资源。
3. 减少环境污染：煤矿瓦斯是一种温室气体，对环境会产生不良影响。
煤矿低浓度瓦斯发电技术将瓦斯利用起来，可以减少瓦斯排放，降低环境污染。
4. 降低能源成本：煤矿低浓度瓦斯发电技术的投资成本相对较低，运行成本较低，可以为煤矿提供廉价的电力供应，降低能源成本。
煤矿低浓度瓦斯发电技术的实施主要包括以下几个步骤：1. 瓦斯预处理：将煤矿中的低浓度瓦斯进行预处理，包括除湿、除尘等工艺，确保瓦斯达到发电要求。
2. 瓦斯发电：将经过预处理的瓦斯送入瓦斯发电机组进行发电，将瓦斯能量转化为电能。
3. 发电网络接入：将瓦斯发电机组发出的电能接入到煤矿的发电网络中，供煤矿自身使用，或者卖给附近的居民、企业等。
4. 余热利用：瓦斯发电过程中会产生大量的余热，可以通过余热利用设备进行回收利用，提高发电的能源利用效率。
5. 定期维护及检修：煤矿低浓度瓦斯发电技术需要定期进行设备维护及检修，保证设备的稳定运行和工作效率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
低浓度瓦斯利用技术在我国的应用及现状安全07—2 王延廷摘要:介绍了我国煤矿抽采瓦斯利用存在的问题和煤矿低浓度瓦斯利用的主要技术途径,详细分析了煤矿低浓度瓦斯利用技术的研究现状,并对今后的利用前景进行了客观展望。
关键词:低浓度瓦斯利用;现状;前景1、煤矿瓦斯利用现状我国是一个产煤大国, 矿井瓦斯是煤矿安全生产的最大隐患。
国家对煤矿瓦斯抽采工作非常重视,将其作为治理瓦斯的根本措施,提出了“先抽后采、能抽尽抽、以用促抽”的12字方针,并制订了《煤矿瓦斯抽采基本指标》等一系列标准和法规, 加大了瓦斯抽采工作的力度, 煤矿瓦斯抽采量逐年大幅度增加。
2006年全国煤矿瓦斯抽采量为32.4亿/m3;2007年全国瓦斯抽采量为47.35亿/m3,其中井下瓦斯抽采量为44亿/m3; 2008年全国瓦斯抽采量达到55亿/m3,其中淮南、阳泉、松藻、水城和宁煤 10家重点煤矿瓦斯抽采量超过1亿/m3。
我国煤矿瓦斯利用起步较早,从20世纪 50年代就开始利用, 但瓦斯利用率非常低,目前只占瓦斯抽采量的1/3左右。
2006年瓦斯利用量为11.5亿/m3,利用率为35.49%;2007年瓦斯利用量为14.46亿/m3,占30.54% (其中井下抽出瓦斯利用量为13亿/m3,占30.2 % ); 2008年瓦斯利用量为16亿/m3,占29.09 % ,瓦斯利用率还略有下降。
另据统计资料分析,2006年全国重点煤矿抽出的瓦斯累计利用量为6.15亿/m3, 利用率为23.53% ,其中民用瓦斯4.74亿/m3, 占77.07 %; 发电用瓦斯1.41亿 m3,占22.93 %。
我国瓦斯利用仍以民用为主。
造成我国煤矿瓦斯利用率低的主要原因:一是大部分煤矿远离城镇,民用瓦斯规模难以扩大;二是煤矿抽采瓦斯浓度普遍较低 (( CH4 ) < 30 % ,称为低浓度瓦斯),且浓度不稳定,难以满足工业利用和化工产品的要求。
我国煤矿瓦斯排放量居世界首位, 大量的低浓度瓦斯排放不仅浪费了宝贵的清洁能源, 同时也加重了全球温室效应的影响。
因此, 结合我国煤矿低浓度瓦斯的排放特点, 从技术及经济角度研究适宜的瓦斯利用技术, 对加强我国煤矿抽放瓦斯和风排瓦斯的资源化利用,具有十分的重要意义。
2、煤矿低浓度瓦斯利用的技术途径1)瓦斯发电。
采用煤矿低浓度瓦斯发电机组和输送安全保障技术,实现低浓度瓦斯发电,目前在技术是可行的,以后将成为低浓度瓦斯利用的主要技术途径。
2)瓦斯浓缩。
采用变压吸附技术和低温液化分离技术, 将煤矿低浓度瓦斯浓缩成高浓度瓦斯,作为民用燃料和化工原料等。
3)掺混燃烧。
将煤矿低浓度瓦斯作为工业锅炉的辅助燃料, 与煤炭掺混燃烧,进行发电或其他热能利用。
4)瓦斯氧化利用。
将抽排的低浓度瓦斯, 与煤矿乏风瓦斯混合后,进行氧化反应,利用氧化反应产生的热能,进行发电、制冷和制热, 进行热量的阶梯利用。
3、煤矿低浓度瓦斯利用技术研究现状目前,我国在煤矿低浓度瓦斯利用技术的研究主要有: 一、煤矿低浓度瓦斯发电技术; 二、煤矿低浓度瓦斯浓缩技术; 三、煤矿低浓度瓦斯燃 (焚 )烧技术; 四、矿井乏风瓦斯利用技术。
3.1煤矿低浓度瓦斯发电技术瓦斯发电是煤矿低浓度瓦斯利用的最佳途径,目前瓦斯发电主要有 3种方式:大功率燃气轮机发电、蒸汽轮机发电和往复活塞式内燃机组发电。
利用燃气轮机和蒸汽轮机发电一次性投入大,建站周期长,要求燃气流量充足, 只适合瓦斯抽采量大且气体成分较稳定的大型矿井。
燃气轮机的热效率不超过 30 % ,蒸汽轮机的热效率更低, 仅为 10 %左右。
利用内燃机组发电, 一次性投入低, 建站周期短,内燃机组台数和功率范围可根据瓦斯气量的大小进行确定,电站移动方便, 非常适合大、中、小型煤矿。
因此,内燃机组发电是目前解决瓦斯利用最佳途径。
由于低浓度瓦斯中的主要可燃成分 CH4 含量低,成分随机性变化较大,难以采用常规的燃气发动机进行发电。
山东胜利动力机械厂根据煤矿抽出的低浓度瓦斯的特点,专门研制了一种低浓度瓦斯发电机组,功率为 500 kW。
该发电机组在进气方式上采用了具有自主知识产权的微电子控制技术,能根据瓦斯浓度的变化自动调节混合气的空燃比,较好地解决了传统燃气机因可燃气体浓度变化而造成发动机熄火、爆燃、排气管放炮、进气管回火等安全问题。
但是, 由于我国现行《煤矿安全规程》第 148条规定:利用瓦斯时, 瓦斯浓度不得低于 30 %。
因此,煤矿低浓度瓦斯发电技术在我国推广应用还存在一定的政策限制。
胜利动力机械集团有限公司采取多级阻火装置,较好地解决了低浓度瓦斯发电机组本身的安全问题, 但主要安全隐患存在于低浓度瓦斯输送管道系统。
低浓度瓦斯利用时, 利用端可能产生的火源会使整个输送管路系统中的低浓度瓦斯处于非常危险的状态, 一旦发生爆炸, 将造成重大损失。
因此,低浓度瓦斯利用必须具有能够确保瓦斯输送安全的技术和设备设施。
为此, 煤炭科学研究总院重庆研究院与山东胜利动力机械集团共同承担了国家发改委的重点科研项目--- 低浓度瓦斯安全输送成套技术与装备研制。
煤炭科学研究总院重庆研究院建立了低浓度瓦斯输送管道爆炸试验系统,管道直径分别为 500 mm和 700mm。
通过研究输送管道低浓度瓦斯燃烧爆炸和传播特性及阻爆机理, 开发了瓦斯输送管道安全保障系统监测监控技术及装备、管道泄爆阻爆技术及装备、管道瓦斯自动快速切断技术及装备和管道瓦斯爆炸传播喷粉抑制技术及装备。
采用多级防护、可靠性优先!的原则,对相应的安全装备进行优化组合,形成绝对可靠的安全保障系统。
并在此基础上制订了以下相关标准:1) 煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范;2) 瓦斯管道输送水封阻火泄爆装置技术条件;3) 瓦斯管道输送自动阻爆装置技术条件;4) 瓦斯管道输送自动喷粉自动阻爆装置通用技术条件;5) 煤矿低浓度瓦斯与细水雾混合安全输送装置技术规范;6) 煤矿瓦斯输送管道干式阻火器通用技术条件;7) 瓦斯输送管道安全监控系统通用技术要求。
“低浓度瓦斯安全输送成套技术开发与装备研制”项目已于2009年 7月进行了鉴定, 相关标准的报批稿也已上报国家安全生产监督管理总局等待审批。
一旦这些标准获得国家安全生产监督管理总局的批准并发布执行, 下一步将对现行《煤矿安全规程》中关于瓦斯利用的相关条款进行修改, 消除煤矿低浓度瓦斯发电技术的政策限制, 从而将大力促进低浓度瓦斯发电技术在我国的推广应用。
3.2 、煤矿低浓度瓦斯浓缩技术我国有多家科研单位和大专院校一直在进行矿井低浓度瓦斯浓缩提纯技术及装备的研究, 主要采用两方面的技术途径: 一、变压吸附浓缩技术;二、低温液化分离技术。
3.2.1、变压吸附浓缩技术变压吸附技术是利用吸附剂的平衡吸附量随组分分压升高而增加的特性,进行加压吸附、减压脱附。
变压吸附技术目前被认为是比较成熟的技术,在天然气领域有系列的装置可供选择。
将该技术用在瓦斯提纯领域里,主要取决于其经济合理性和安全可靠性。
低浓度瓦斯气体的提纯工序复杂, 经济性成本较高。
根据煤炭科学研究总院抚顺分院的实验,制取体积分数80%的瓦斯,原始气体积分数为30%时,回流比为0.43;原始气体积分数为20 %时,则回流比为0.72 ,效率降低2 /3。
此外,低浓度瓦斯中含有O2,在变压吸附过程存在一定安全隐患。
我国最先从事煤矿低浓度瓦斯变压吸附浓缩技术研究的是西南化工设计研究院。
早在20世纪 80年代, 西南化工设计研究院就已开发成功变压吸附法( PSA)浓缩煤层气中 CH4的技术,并为河南焦作矿务局提供了瓦斯处理量为500m3/h(标准状态)的第1套瓦斯浓缩装置, 于 1987年试车成功。
该装置可以将瓦斯气中CH4体积分数从 20%提高到50%-95% ,浓缩后的富 CH4 气热值相当于城市煤气的热值水平。
近年来西南化工设计研究院又在开展低浓度煤层气脱氧技术的研究,通过消耗部分瓦斯与O2发生氧化反应而脱出O2, 从而保证变压吸附过程中的安全问题。
此外,太原理工大学、北京科技大学也在开展变压吸附浓缩技术的研究。
太原理工大学拟将变压吸附浓缩技术用于煤矿井下, 采用井下移动制氮技术进行抽出瓦斯的浓缩分离。
北京科技大学拟采用真空变压吸附技术对煤矿乏风瓦斯进行浓缩分离。
3.2.2、低温液化分离技术2000年以来, 随着低温深冷技术的成熟和发展,美国等西方发达国家针对煤层气的特点, 相继开发了小型液化分离系统, 综合开发和利用煤矿低浓度瓦斯。
中科院理化技术研究所是我国从事低温技术研究与大型低温系统开发的主要单位,最早在国内建成两套小型天然气液化装置。
针对我国煤层气资源的特点,中科院理化技术研究所的科技人员开展了含氧煤层气液化分离试验研究。
2002年中科院理化技术研究所开始研发含氧煤层气液化分离技术, 在计算机上仿真实际液化分离过程,积累了大量的与实际相吻合的数据。
采用氮气膨胀制冷循环和低温精馏的方法完成了含氧煤层气的分离与液化工业试验装置的设计工作。
2005年,中科院理化技术研究所与山西晋城煤业集团合作,开展含氧煤层气液化分离试验,计划在寺河矿建设日处理量为50000m3的工业试验装置(后于2006年在寺河矿建成日处理量4300 m3的工业试验装置)。
同年又与北京赞成国际投资有限公司合作,采用不同于晋城煤业集团的流程方案,在阳煤五矿建成了日处理量为4300m3的工业试验装置。
哈尔滨工业大学低温与超导技术研究所于2007年8月新建一个天然气液化技术试验中心---哈工大---大庆肇州液化天然气试验中心。
该中心拥有1套日产20m3LNG油田伴生气液化装置和日产5m3的煤层气液化装置。
其中日产5m3LNG液化装置是针对低浓度煤层气设计的, 包括煤层气净化液化、精馏和贮存4个部分,全部采用可移动的橇装模块式结构,可在不同气源地重复安装使用。
此外,煤炭科学研究总院重庆研究院正与中科院理化技术研究所合作, 拟在原来研究的基础上, 针对存在的问题,开展进一步的技术攻关,争取在技术上取得新的突破。
3.3低浓度瓦斯燃(焚)烧技术煤矿抽出的低浓度瓦斯由于不能利用而直接排空,对煤矿排空瓦斯进行焚烧有利于实现减排目标,改善大气环境。
据相关研究成果表明,CH4的温室效应是 CO2的21倍,1亿m3CH4 相当于150万tCO2.由此可见,当瓦斯无法利用、瓦斯利用装置停止运行、瓦斯需求量减小或瓦斯品质过低,而使大量煤矿抽放瓦斯排入大气时,利用瓦斯燃烧设备将排空瓦斯进行焚烧,最大限度地减排CH4,减少温室效应,将取得较好的环境效益。
为了控制煤层气(煤矿瓦斯)排放, 促进煤层气利用,国家环境保护部、国家质量监督检验检疫总局于 2008年 4月颁布了《煤层气(煤矿瓦斯)排放标准(暂行) 》, 对高浓度瓦斯(( CH4 ) )30 % )禁止排放。