【正文】 160億 m3，相當(dāng)于 CO2。 低濃度瓦斯氧化裝置主要技術(shù)參數(shù) 氧化系數(shù)： 97%； 工作溫度： 900~1000 ℃ ； 最低允許瓦斯?jié)舛?%； 最高允許瓦斯?jié)舛?%； 回風(fēng)氣體溫度 10~40 ℃ ； 處理氣體能力： 60000 Nm3/h。 五、礦井回風(fēng)瓦斯的利用 示范工程 勝動(dòng)煤礦乏風(fēng)甲烷氧化裝置 阜新某煤礦擬安裝 10臺 6萬 m3/h的風(fēng)氧化裝置，利用乏風(fēng)濃度為 0， 6%， 10臺每小時(shí)可氧化純CH43600m3(相當(dāng)于減排 50t—氧化），能替代 1臺 15t/h的蒸汽蒸汽鍋爐， 1天可節(jié)煤 72t。 低濃度瓦斯氧化裝置主要技術(shù)參數(shù) 氧化系數(shù)： 97%； 工作溫度： 900~1000 ℃ ； 最低允許瓦斯?jié)舛?%； 最高允許瓦斯?jié)舛?%； 回風(fēng)氣體溫度 10~40 ℃ ； 處理氣體能力： 60000 Nm3/h。 ? 主要利用技術(shù)匯總 名稱 技術(shù)特點(diǎn) 發(fā)展階段 發(fā)展與應(yīng)用水平 經(jīng)濟(jì)性 用途 所需濃度 效率 國外 國內(nèi) 投資 成本 內(nèi)燃機(jī) 發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn) 6%，對穩(wěn)定性要求不高 32~ 43% 商業(yè)化 已形成多種型號裝備，發(fā)達(dá)國家煤礦多有應(yīng)用，如澳 APPIN礦等 國產(chǎn)設(shè)備為主，多省市應(yīng)用 5000~ 5500元 /kw 燃?xì)? 輪機(jī) 發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn) 40%，對穩(wěn)定性要求高 30~ 40% 商業(yè)化 技術(shù)較成熟，最大裝機(jī)容量已達(dá)325MW 晉城、靖遠(yuǎn)、六枝等應(yīng)用單機(jī) 2MW 5500元 /kw 瓦斯 鍋爐 民用、 工業(yè) 30~40%，對穩(wěn)定性要求高 示范階段 各產(chǎn)煤國多有應(yīng)用 煤礦多有應(yīng)用 很少 約 元 /m3 蒸汽機(jī) 發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn) 30%，對穩(wěn)定性要求高 30~ 40% 示范階段 因效率低，少有應(yīng)用 新建已不用 較多 液化 技術(shù) 將甲烷從瓦斯中分離并液化 35% % 示范階段 尚無含氧煤層氣分離液化技術(shù)的成功范例 晉城、陽泉示范應(yīng)用 較多 變壓吸附、深冷分離、凈化富集等技術(shù) 富集凈化，提高濃度后發(fā)電、輸入天然氣管道 50%， 濃度太低，經(jīng)濟(jì)性較差 凈化效率高達(dá)98% 示范階段 美、德使用變壓吸附技術(shù)處理天然氣或城市煤氣，規(guī)檄達(dá) 33萬Nm3/d 西南化工研究院等有成熟變壓吸附技術(shù)與裝各 24000~ 27000 元 /萬 m3 (天然氣 ) 五、礦井回風(fēng)瓦斯的利用 五、礦井回風(fēng)瓦斯的利用 處于研究示范階段、技術(shù)不成熟、成本高。 煤層氣產(chǎn)業(yè)化 ? 根據(jù)聯(lián)合國的調(diào)查報(bào)告， 中國煤礦在開采過程中每年向大氣排放的甲烷量達(dá) 194億 m3，約占世界采煤排放甲烷總量的三分之一，引起國際社會(huì)的嚴(yán)重關(guān)注。中國應(yīng)充分利用這一機(jī)制，向?qū)ｉT的國際基金出售溫室氣體減排量。鑒于目前普遍存在對煤層氣開發(fā)利用價(jià)值認(rèn)識不足的情況，中國應(yīng)考慮從法律角度硬性規(guī)定，具有一定規(guī)模的煤礦必須合理開發(fā)利用煤層氣，同時(shí)還要修改環(huán)保法規(guī)，強(qiáng)化對煤層氣排放的限制。 煤層氣產(chǎn)業(yè)化 國際經(jīng)驗(yàn)還表明。中國煤層氣產(chǎn)業(yè)目前尚處于初級發(fā)展階段，應(yīng)該在融資、稅收、價(jià)格、科研投入、資金引進(jìn)等方面建立適當(dāng)?shù)膬?yōu)惠政策，吸引商業(yè)資金和民間資金進(jìn)入煤層氣工業(yè)領(lǐng)域。 變壓吸附 (PSA)技術(shù)，開發(fā)合適的吸附劑，以降低成本。 四、煤層氣濃縮富集 四、煤層氣濃縮富集 脫氮最為復(fù)雜，難度最大，可采取的核心分離技術(shù)有 ： 低溫精餾分離 —在大規(guī)模分離煤層氣 (1Mm3/d)時(shí)才具有商業(yè)價(jià)值，適宜于 CH4濃度在 30%以上。 三、煤層氣液化 山西港華煤層氣液化項(xiàng)目 ： ? 處于商業(yè)化示范階段 ? 用地面開發(fā)的煤層氣 ? 管道運(yùn)輸比較經(jīng)濟(jì)性好 ? CH4濃度 92%以上 ? 一期 25萬 m3/d，己投產(chǎn) ? 二期 57萬 m3/d，正在建設(shè)中 ? 液化裝置全部國產(chǎn)化 。 三、煤層氣液化 ? 我國哈工大低溫與超導(dǎo)技術(shù)研究所 (國家“ 985規(guī)劃”建設(shè)中的國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 )設(shè)計(jì)和建造日產(chǎn) 20 m3液化天然氣全尺寸的工業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺，投資 1000萬元；2023年初已完成工業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺的工程設(shè)計(jì)， 2023年8月底完成煤層氣液化技術(shù)實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)。 ? 美國近兩年已經(jīng)研制成功液化氣量在 4－40m3/d 的天然氣液化系統(tǒng)，并大力推廣這項(xiàng)新技術(shù)。 三、煤層氣液化 煤層氣液化 涉及的有關(guān)課題包括 ： ? (1) 研究煤層氣液化技術(shù)的工業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)課題； ? (2) 研究國家和地方的氣源價(jià)格政策和氣源租賃合同政策； ? (3) 研究煤層氣工業(yè)的環(huán)保優(yōu)惠政策和高科技企業(yè)退稅政策； ? (4) 研究煤層氣工業(yè)鏈的結(jié)構(gòu)和探索上中下游的合作模式； ? (5) 研究煤層氣工業(yè)投資與貸款政策； ? (6) 移植國外 LNG相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)中國 LNG工業(yè)法規(guī)的立法。經(jīng)濟(jì)政策與科學(xué)技術(shù)的強(qiáng)耦合關(guān)系要求政府和社會(huì)的合作與支持。 熱聲振蕩制冷循環(huán)（ Thermal Acoustic） 。 混合工質(zhì)透平膨脹閉式循環(huán) （ Brayton/Claude） 。 JouleThomson膨脹開式循環(huán)（ Letdown） 。 三、煤層氣液化技術(shù) ? 天然氣液化（ LNG）工藝流程 目前世界上通常采用的小型 LNG系統(tǒng)工藝循環(huán)： 帶丙烷預(yù)冷的混合工質(zhì)閉式循環(huán)（ C3/MRC） 。自 1980年以來，全世界只有兩人的死亡與 LNG有關(guān)。液化天然氣（ LNG）工業(yè)幾乎是經(jīng)歷了無事故發(fā)展的 30年。 ? 瓦斯用于鍋爐燃料 工業(yè)鍋爐改為燃?xì)忮仩t可 減少粉塵和爐渣 ， 干凈 、 省人 、勞動(dòng)強(qiáng)度低。 ? 煤層氣與汽油相比 特點(diǎn) 如下： ① 氣價(jià)便宜 ，同樣里程，用煤層氣比用汽油省 3050%； ② 更環(huán)保 ，尾氣不含鉛，基本無硫化物，與燃油相比 CO下降 72%， NO下降 37%，噪音小； ③汽車改裝費(fèi)一般 4000元左右，在汽車上加設(shè)儲(chǔ)氣瓶、充氣閥、截止閥等 形成油氣雙燃料系統(tǒng) ，油氣可互換使用，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)來控制燒氣或燒油，基本不影響原車功能。 ? 瓦斯用于 鍋爐 燃料 ? 瓦斯用于 陶瓷爐窯 燃料 ： 應(yīng)用實(shí)例 法煤層氣供法庫縣陶瓷城項(xiàng)目：甲烷濃度 41%，年利用量 3500萬 m3，已經(jīng)有 8家企業(yè)使用煤層氣，日用量在 1416萬 m3。 ? 瓦斯用于 氧化鋁焙燒 燃料 ： 應(yīng)用實(shí)例 陽泉投產(chǎn)一座生產(chǎn)能力 40萬噸／年氧化鋁廠，利用瓦斯進(jìn)行氧化鋁焙燒，利用年利用瓦斯 m3，減排約 189萬 tCO2。 應(yīng)用實(shí)例 ： 2023年，太原市建成 7座煤層氣加氣站，約有 l000輛出租車改用煤層氣作為燃料。 ? 2023年國家出臺了一系列政策措施，鼓勵(lì)加快瓦斯抽采利用。 煤層氣（瓦斯）利用 ? 2023年全國煤礦瓦斯利用率約為 30％，達(dá) 8億 m3。就制冷量而言可滿足 40000m3/min的風(fēng)量，空氣溫度從 36度降到 24度的需要。 瓦斯用于發(fā)電 熱電冷聯(lián)供瓦斯發(fā)電余熱制冷礦井降溫 ? 熱電冷聯(lián)供瓦斯發(fā)電余熱制冷投資預(yù)測 ： ? 不考慮瓦斯抽采系統(tǒng)費(fèi)用，每座 2*3150kw熱電冷聯(lián)供瓦斯發(fā)電站投資預(yù)測如下： ? 發(fā)電前的瓦斯預(yù)處理系統(tǒng)： 900萬元； ? 瓦斯發(fā)電設(shè)備（包括發(fā)電機(jī)組、電網(wǎng)連接、開關(guān)控制柜、瓦斯供氣裝置、廠房）： 6100萬元； ? 制冷（制熱）設(shè)備（包括制冷機(jī)組、井上下供冷管路系統(tǒng)、電控、三腔換壓裝置、空氣冷卻器、廠房）： 7000萬元 ? 合計(jì)每座投資預(yù)測為 1億 4千萬元人民幣。 4）通過管道把低溫尾氣送至蔬菜大棚，為種菜通過熱和植物所需的 CO2。 推廣的礦區(qū)有：雞西、阜新、沈陽、峰峰、兩淮、磴槽、平煤、陽泉、離柳、潞安、彬長、石炭井、華鎣山、盤江 瓦斯利用 陜西某煤礦 低濃度 瓦斯發(fā)電技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析表 序號 分析項(xiàng)目 分析結(jié)果 1 發(fā)電機(jī)組型號 勝動(dòng) 500GFl3RW+余熱鍋爐配汽輪機(jī)組 2 發(fā)電站裝機(jī)容量 24 X 500kW+l000kW=13000kW 3 利用瓦斯?jié)舛? 10% 4 發(fā)電站總投資 （固定資產(chǎn)投資 ） 5 年運(yùn)行時(shí)間 7200h 6 年用水量 7200h X 7 小時(shí)消耗瓦斯量 3360m3/h 8 年利用瓦斯量 107m3（相當(dāng)于減排 CO2） 9 年發(fā)電量 kwh 10 自用電費(fèi) ／ kWh (480萬元 ) 11 上網(wǎng)電費(fèi) (+)元 /kWh kWh 12 CDM收入 tX8美元／ tX8= 13 單位投資 6486元／ kw 14 發(fā)電廠熱效率 80% 燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電 ? 瓦斯發(fā)電余熱與尾氣綜合利用 1）發(fā)電尾氣余熱可通過熱交換器取代井筒熱風(fēng)爐，冬季向礦井供暖風(fēng)，解決井筒結(jié)冰問題 2）利用尾氣余熱可采用熱水型溴化鋰吸收式冷熱水裝置，可獲得最廉價(jià)的冷、熱風(fēng)，對礦井、辦公室和居民住宅實(shí)現(xiàn)冬供暖，夏供冷，享受城市中央空調(diào)的生活條件。 瓦斯用于發(fā)電 瓦斯發(fā)電 400GF— TK1型瓦斯發(fā)電機(jī)組 （ 濟(jì)南柴油機(jī)公司生產(chǎn)） 瓦斯利用 12V190ZD 濟(jì)柴產(chǎn)品 瓦斯利用 500GF!?TK 濟(jì)南產(chǎn)品 瓦斯利用 1512系列 瓦斯發(fā)電機(jī)組 轉(zhuǎn)速1000~1500 r/min。 ? 生產(chǎn)工業(yè)瓦斯鍋爐 的國內(nèi)生產(chǎn)廠家有：廣東迪森、上海新業(yè)、青島四方、太原綠威等。 發(fā)電機(jī)組類別 蒸汽輪機(jī)組 燃?xì)廨喗M 內(nèi)燃機(jī)組 技術(shù)成熟度 成熟 成熟 成熟 投資 元 /kw 55006500 5500 50005500 熱效率 % 1525 3040 3243 利用濃度 CH4% 30 40 6 特點(diǎn) 運(yùn)行可靠、系統(tǒng)龐大、復(fù)雜 單機(jī)功率大、占地面積小 系統(tǒng)簡單、運(yùn)行靈活、瓦斯?jié)舛壤梅秶鷮拸V 適應(yīng)性 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電 大型瓦斯發(fā)電 廣泛 煤礦瓦斯用于發(fā)電 中高濃度瓦斯發(fā)電 國內(nèi)外典型瓦斯發(fā)電機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)比較表 項(xiàng)目 機(jī)型 中國勝動(dòng) 500GF 道依茨 TG620V16K