煤业公司甲烷(乏风)氧化方案.doc

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1、××煤业公司甲烷(乏风)氧化方案根据“××矿地面抽放泵站记录”，以2012年8月15日8：00为例，预抽采系统的流量为245m3/min，瓦斯浓度为3.5%,折纯瓦斯约8.57m3/min，采空区抽采系统的流量为316m3/min，瓦斯浓度为6.5%,折纯瓦斯约20.54m3/min，预抽采系统和采空区抽采系统混合后的流量为561m3/min，瓦斯浓度为5.1%,折纯瓦斯约29m3/min。由于瓦斯浓度低，如果不改造抽排设施来提高浓度，就不能用内燃机来发电，考虑到改造设施价格较高且施工周期长，建议采用甲烷氧化装置对

2、目前的抽排瓦斯进行利用，处理量为40000m3/h的甲烷氧化装置的运行浓度是0.7-1.0％，目前的抽排系统可以满足5台40000m3/h的甲烷氧化装置运行。氧化装置可利用空气和抽排瓦斯混合，达到0.7-1.0％浓度要求。系统设计了自动调节系统，使矿井抽排瓦斯达到零排放的目标。如果后期将乏风也引入氧化装置（即利用乏风代替空气与抽排瓦斯掺混），将达到矿井抽排瓦斯和风排瓦斯的零排放，能够创造出更高的经济效益和社会效益。1甲烷氧化装置简介甲烷氧化装置通过对甲烷浓度的实时监测，系统会自动调节抽排瓦斯的流量。如果需要加浓，调

3、节系统将根据空气流量和抽排瓦斯的甲烷浓度，自动计算出抽排瓦斯的进气量，然后系统将发出指令给抽排瓦斯电动调节阀，保证进入氧化装置的气量和甲烷浓度符合装置对气源的要求。应用PLC，保证当抽排瓦斯浓度出现波动时，系统可以快速作出正确反应。采用甲烷浓度和气体流量闭环控制和性能可靠的PLC控制系统，能够实时在线调节氧化装置的进气品质，解决抽排瓦斯不稳定进而影响乏风氧化装置稳定性的现状。应用工控计算机，更加直观的反映出当前系统工作状态，便于用户控制。瓦斯输送管道上的干式、湿式阻火器，保证了瓦斯输送的安全性。电动调节阀是掺混功能

4、的执行元件，通过PLC实现联动；电磁阀是为了系统安全而设计的。该装置在运行的同时，每台每小时可生产0.8MPa/170℃的饱和蒸汽2.5T，可供煤矿生产、生活、办公区的取暖和制冷，代替现有的空调系统，节约大量的电能。也可以用来驱动汽轮机发电或螺杆压缩机，5台氧化机组产生的蒸汽可驱动2000kW的发电机组。2主要技术指标以40000m3/h的处理量为例，主要技术指标如下：乏风处理能力：40000m3/h；甲烷氧化率：≥97％；稳定运行的瓦斯浓度范围：0.3%—2％；进出口气体温差：≤40℃。3技术特点采用乏风热逆流氧

5、化装置为立式结构，利于热场均匀分布。外部热源选用燃烧器的方式，与传统的电加热相比，可节约大量电能。在技术方案上选择不使用催化剂，避免了因矿井乏风中含有硫化氢引起的催化剂中毒问题。采用基于蓄热氧化固体床温度场分布的自动控制，能够消除因蓄热氧化固体床两端流场微小差异引起的固体床温度场分布的偏离，处于国际领先水平。4工作原理外部热源（燃烧器）将热交换介质固体床加热到甲烷氧化温度，将矿井的通风引入氧化装置，与装置内的热交换介质在反应区进行热交换，气体受热达到瓦斯燃烧所需温度，发生氧化反应（燃烧），放出热量。一个循环包括两次

6、风流换向，由控制系统自动控制换向时间等参数。5氧化装置经济效益分析氧化甲烷浓度为1％，流量为4万m3/h，年处理甲烷320万m3，每年温室气体减排CO2当量48000t，年回收热量约97000GJ（年运行时间按8000小时）。根据《京都议定书》，申请到CDM项目，按12美元/tCO2计算，年收入可达57.6万美元，按人民币对美元汇率6.8计算，合人民币391.68万元。装置年运行成本约人民币115万元，其中装置用电费用89万元，人工、水、电、油及其他损耗26万元。因此每台氧化装置年收益约391.68-115＝276

7、.68万元人民币。5台甲烷氧化装置年收益约1383.4万元。5台氧化装置运行产生的蒸汽可驱动2000kW的发电机组，每年发电1600万度，按上网电价0.52元计算，收入832万元。如果企业自用，电费收益更高。综上，5台氧化装置年收益约1383.4+832=2215.4万元。更为重要的是，如果采用甲烷氧化装置来利用煤矿目前的抽排瓦斯，不需要对井下设施进行改造，可以直接利用现在的抽排瓦斯，具有节省资金，见效快的优势。而且，如果从CDM申报的情况看，甲烷氧化装置会更快更多地得到资金支持。