煤矿乏风瓦斯综合利用新技术助力碳减排

文 /成由甲 彭 聪

近20年来，温室气体过度排放，导致全球变暖加速、海平面上升等问题，严重威胁人类的生存环境。在《京都议定书》中明确表明的6种温室气体中，甲烷的温室效应较大，是二氧化碳的25倍。而在煤炭开采过程中，会导致瓦斯（甲烷）的外排，造成环境污染。为减少瓦斯带来的污染问题，大多煤矿均提出了“以用促抽、以抽保安”的基本措施来解决煤矿的安全问题。在保证煤矿安全的大前提下，2020年全国煤矿抽采瓦斯140亿m3，但仍有53亿m3直排进入大气，这不仅造成能源浪费，也是气候变暖的重要成因之一。在“双碳”政策、逐步取缔燃煤锅炉的背景下，以蓄热式氧化技术摧毁甲烷，可减少污染，助力实现碳减排，同时配建分布式热电联供系统，可为煤矿供电供热，进而实现环境及经济双收益。

一、低浓度瓦斯利用途径

煤矿瓦斯按产生方式分为风排瓦斯和抽放瓦斯两种。其中，风排瓦斯被称为乏风，其甲烷含量一般为0.2%～0.6%；抽放瓦斯按浓度又分为高浓度瓦斯（甲烷含量≥30%）和低浓度瓦斯（甲烷含量＜30%）。其中，高浓度瓦斯与9%以上的低浓度瓦斯可分别被用作燃料和内燃机发电；9%以下的低浓度瓦斯利用途径是：首先与乏风或空气掺混至甲烷浓度为1.2%，然后通过蓄热氧化技术使甲烷氧化产生热量，通过锅炉、换热器等进行余热回收，进而供热或发电。

乏风及低浓度瓦斯蓄热氧化利用分两大部分。第一部分是乏风及低浓度抽放瓦斯氧化系统，乏风及抽放瓦斯经过……