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我國(guó)每年煤礦風(fēng)排瓦斯（即乏風(fēng)）排入大氣的甲烷相當(dāng)于西氣東輸1年的輸氣量,，產(chǎn)生的溫室氣體效應(yīng)約為2億噸二氧化碳當(dāng)量,。勝動(dòng)集團(tuán)公司經(jīng)過(guò)多年科技攻關(guān)，研制出國(guó)際領(lǐng)先的“煤礦乏風(fēng)甲烷氧化裝置及氧化熱利用技術(shù)”,。
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邱炯
繪 | 如何科學(xué)處置被稱為“定時(shí)炸彈”的煤礦瓦斯,，特別是濃度在0.75%以下的風(fēng)排瓦斯,，是一道世界難題：不排干凈會(huì)威脅礦工安全,，排到空中又加劇全球變暖、浪費(fèi)能源,。
勝利油田勝利動(dòng)力機(jī)械集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱勝動(dòng)集團(tuán)公司）研制的“煤礦乏風(fēng)甲烷氧化裝置及氧化熱利用技術(shù)”,，則讓人眼睛一亮：該技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了瓦斯的零排放，而且把難以利用的超低濃度瓦斯變廢為寶,。
既浪費(fèi)能源又破壞環(huán)境 風(fēng)排瓦斯不能再空排了
何謂風(fēng)排瓦斯,？與煤礦打了大半輩子交道的原平頂山煤礦集團(tuán)總工張鐵崗院士介紹說(shuō)，根據(jù)瓦斯?jié)舛鹊牟煌�,，煤礦一般采用3種方式處理瓦斯：對(duì)濃度高于90%的,，通過(guò)地面鉆井開采；對(duì)濃度在3%—80%之間的,，實(shí)行井下抽排,；對(duì)濃度在0.75%以下的瓦斯，則采取通風(fēng)的方式排出——這種瓦斯就是風(fēng)排瓦斯,，俗稱煤礦乏風(fēng),。
“風(fēng)排瓦斯雖然濃度極低,，但總量特別巨大,，所含的甲烷約占我國(guó)煤礦瓦斯甲烷總量的81%，1年的排放量在150億立方米以上,�,！睆�?jiān)菏扛嬖V記者，由于濃度太低,，利用技術(shù)難度特別大,，所以長(zhǎng)期以來(lái)風(fēng)排瓦斯都被白白排到空氣中了。
“150億立方米是什么概念,？相當(dāng)于1500萬(wàn)噸原油,、3000多萬(wàn)噸煤炭，折合成天然氣是120億立方米——也就是西氣東輸工程1年的輸氣量,�,！闭f(shuō)到這兒，張?jiān)菏恳荒樈辜�,，“甲烷的溫室效�?yīng)是二氧化碳的20多倍,，每年風(fēng)排瓦斯排出的甲烷相當(dāng)于2億噸二氧化碳。目前在國(guó)際碳匯市場(chǎng),，每噸二氧化碳的減排量可以賣85元人民幣,，150億立方米甲烷的減排和利用，可獲得170億人民幣的收益,。因此,，無(wú)論從哪個(gè)方面講,，風(fēng)排瓦斯都不能再空排了！”
科技創(chuàng)新破解難題 風(fēng)排瓦斯實(shí)現(xiàn)階梯利用
與張鐵崗院士一樣“看在眼里,、急在心上”的,，還有勝動(dòng)集團(tuán)公司。作為國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)生產(chǎn)研發(fā)基地,，該公司在10多年前就開始研究瓦斯的利用問(wèn)題,，在2000年研制成功煤礦瓦斯發(fā)電機(jī)組，將濃度和壓力多變的煤礦高濃度瓦斯（濃度大于30%）用于燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電,；2005年,，該公司發(fā)明了“煤礦瓦斯與細(xì)水霧混合輸送方法及裝置”等系列專利技術(shù)，將煤礦瓦斯的利用范圍從30%拓展到6％,。
在此基礎(chǔ)上,，勝動(dòng)集團(tuán)公司又把目光瞄準(zhǔn)了甲烷濃度低于0.75％的煤礦乏風(fēng)利用。集團(tuán)公司副總工馬曉鐘帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次失敗,，終于在2006年研制出第一臺(tái)處理能力為12500立方米/小時(shí)的“煤礦乏風(fēng)甲烷氧化裝置”,，并取得國(guó)家專利。該裝置主要由逆流式固定氧化床和控制系統(tǒng)兩部分構(gòu)成,，其工作原理是：先用外部能源（如電能）對(duì)氧化床進(jìn)行加熱,，創(chuàng)造甲烷氧化反應(yīng)的環(huán)境（1000攝氏度）；然后把通風(fēng)瓦斯引入氧化床,，氧化產(chǎn)熱,，產(chǎn)生的熱量一部分維持氧化反應(yīng)，多余部分則以水蒸氣形式排出,，用于制冷,、制熱或發(fā)電。
2006年9月,，該裝置安裝到阜新礦業(yè)集團(tuán)恒大公司北風(fēng)井進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn),，并于次年4月試運(yùn)行。結(jié)果表明,，甲烷氧化率在95%以上,，接近零排放；當(dāng)甲烷濃度在0.3％以下時(shí),，氧化所產(chǎn)生的熱量可以維持氧化作用繼續(xù)進(jìn)行,；甲烷濃度達(dá)到0.5％以上時(shí)，產(chǎn)生的蒸汽可以用于制冷,、制熱,、發(fā)電等，實(shí)現(xiàn)階梯利用。
2007年8月,，發(fā)改委,、安監(jiān)總局、環(huán)�,？偩趾椭袊�(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)派出由中國(guó)工程院院士周世寧,、張鐵崗和著名瓦斯專家盧鑒章領(lǐng)銜的專家組評(píng)議委員會(huì)，到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行考察,。經(jīng)過(guò)兩天的實(shí)地考察,，評(píng)議委員會(huì)的專家一致認(rèn)為：“煤礦乏風(fēng)逆流氧化技術(shù)及其裝置”總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，工藝流程和氧化技術(shù)有重要?jiǎng)?chuàng)新,，為我國(guó)煤礦風(fēng)排瓦斯的利用和處理提供了有效的新技術(shù)和設(shè)備,，對(duì)促進(jìn)節(jié)能減排和煤礦安全生產(chǎn)有重要的現(xiàn)實(shí)意義，建議大力推廣應(yīng)用,。
既節(jié)約能源又創(chuàng)造效益 一臺(tái)裝置就是一棵搖錢樹
勝動(dòng)集團(tuán)公司乘勝前進(jìn),，又于2007年10月研制出處理能力為6萬(wàn)立方米/小時(shí)的乏風(fēng)氧化裝置。至此,，勝動(dòng)集團(tuán)公司實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同甲烷濃度的瓦斯的全覆蓋利用,。目前，他們正在與第一個(gè)吃螃蟹的阜新礦業(yè)集團(tuán)協(xié)商,，計(jì)劃先期在該集團(tuán)艾友煤礦安裝10臺(tái)6萬(wàn)立方米/小時(shí)的乏風(fēng)氧化裝置,。
阜新礦業(yè)集團(tuán)副總工程師魏化興給記者算了一筆賬：10臺(tái)裝置每小時(shí)氧化乏風(fēng)60萬(wàn)立方米（甲烷濃度0.6%），氧化甲烷3600立方米,，由此產(chǎn)生的熱能可以代替1臺(tái)15噸的蒸汽鍋爐,，1天可節(jié)煤72噸,，如果按1噸煤400元人民幣計(jì)算,，一天就能節(jié)省28800多元；如果算碳匯賬,，就更加可觀：氧化3600立方米甲烷相當(dāng)于減排二氧化碳50噸,，1天就可以賣碳匯指標(biāo)1萬(wàn)多歐元……
“現(xiàn)在有多家碳匯公司跟我們洽談，一旦投入使用,，這10臺(tái)氧化裝置就成了名符其實(shí)的搖錢樹——既減少了溫室氣體排放,，又有可觀的經(jīng)濟(jì)效益！”魏化興說(shuō),。
“國(guó)際社會(huì)應(yīng)對(duì)氣候變化步伐的加快,、巨大的碳匯市場(chǎng)，以及我國(guó)節(jié)能減排力度的不斷加大,，使瓦斯利用的前景極為廣闊,。”勝動(dòng)集團(tuán)公司陳宜亮總裁告訴記者：“目前我們正與許多國(guó)內(nèi)外公司積極洽談，推廣瓦斯利用裝置,�,！吨袊�(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家方案》提出，到2010年減排二氧化碳10億噸,，如果全國(guó)一半的煤礦乏風(fēng)得到氧化處理,、利用，每年相當(dāng)于減排1億噸二氧化碳,，并且可獲得8億歐元的減排收入和24億元人民幣的節(jié)能收入,。為我國(guó)的節(jié)能減排事業(yè)和應(yīng)對(duì)全球氣候變暖做貢獻(xiàn)，既是我們的責(zé)任,，也是我們的光榮,。” |