山西能源煤层气有限公司

热烈庆祝 山西晋煤集团瓦斯提浓装置建成投产

采用上海汉兴能源科技有限公司低浓度瓦斯气浓缩提纯专利技术,由上海华西化工科技有限公司和安徽华东化工医药工程有限责任公司完成工程设计的山西晋城煤业集团成庄矿12000Nm3/h瓦斯提浓装置于2014年3月9日顺利开车,一次试车成功,生产出合格的产品。

成庄矿12000Nm3/h瓦斯提浓装置为山西省首例开发利用25%浓度以下瓦斯气的装置。把CH4含量仅为10%~13%左右的瓦斯气进行提浓,生产出CH4含量为35%的富甲烷产品供城市燃气或发电用,年产量34000Nm3。经二期再次提浓后CH4浓度可达95%以上,可广泛应用在工业燃料、民用燃料、车辆船舶的动力燃料和化工原料等领域,市场前景广阔。对调整我国能源结构、节能减排等方面都具有重要意义。

该示范装置的一次开车成功,为煤炭和煤层气资源大省山西的煤矿低浓瓦斯综合利用提供了非常好的途径。也将对矿区带来积极的示范作用,对开创国内瓦斯综合利用的新局面具有巨大的促进作用。既有经济效益,又有社会效益,减少了环境污染。

长期以来,因受《煤矿安全规程》(瓦斯利用时CH4浓度应不低于30%)的限制,CH4浓度低于30%的瓦斯(以下称低浓瓦斯)绝大部分没有得到利用。煤矿生产企业一方面把低浓瓦斯直接放空,另一方面已建成的可利用瓦斯项目又不能充分发挥生产能力,特别是民用燃气项目还会出现气源短缺现象。由此产生严重的环境污染和能源浪费,造成极大经济损失。

据不完全统计,我国每年在采煤的同时排放的纯瓦斯近200亿m3,其中甲烷浓度低于30%的瓦斯(包括抽排与风排瓦斯)约为150亿m3,与西气东输量相当,其热值相当于750万吨标准煤,直接排空产生的温室气体效应约为2亿吨二氧化碳当量。其中,山西省甲烷浓度30%以下瓦斯抽排量约20亿m3,其热值相当于100万吨标准煤,直接排空产生的温室气体效应相当于0.267亿吨二氧化碳当量。导致这一结果的一个重要的原因,就是低浓度瓦斯没有得到很好的应用。作为我国为煤炭第一大省的山西省,如果能把目前大量抽放排空的低浓度煤矿瓦斯进行开发利用,不仅可以减少甲烷排放对环境的污染,还可以给煤矿带来较好的经济效益。

当前,低浓度瓦斯利用存在的难题是:

1、低浓度下瓦斯属于爆炸性气体,且含有较高的O2,按照常规的吸附分离技术需要在加压下进行,但在瓦斯气源条件下,势必加大安全风险。

2、对于瓦斯气而言,主要的成分是CH4、N2、O2组分,而CH4和N2、O2性质很接近,常规吸附剂对CH4的选择性很弱,难以实现CH4和N2、O2的有效分离。

上海汉兴能源科技有限公司专利技术的创新点在于:

1、突破性的采用低压分离思路,在不加压条件下分离甲烷和空气,使系统处于相对安全状态,且相对运行费用最低。

2、开发出的低压下分离CH4和N2、O2高效吸附剂使得微压瓦斯提浓工艺得以实现。

3、全系统应用了多层复杂的静电消除设施,使带电面积不大于25cm2,确保整个系统安全;

4、实现了将瓦斯中CH4含量从10%~13%一次浓缩达到30%以上。

晋城煤业集团与上海汉兴能源科技有限公司、上海华西化工科技有限公司合作建设的12000Nm3/h瓦斯提浓示范装置。从建设到开车成功近一年时间,期间得到晋城煤业集团公司领导高度重视,多次亲临现场视察。在汉兴能源公司和华西科技公司积极配合下,施工建设,设备安装、职工岗前培训、装置试车等工作全部按时、保质保量完成。

上海汉兴能源科技有限公司开发的浓缩提纯新技术,在淮南矿业集团谢一矿第一套工业示范项目上首次运行成功后,又在淮南矿业集团新庄孜矿、贵州盘江煤层气有限公司金佳矿建成两套低浓度瓦斯提浓装置、山西晋城煤业集团成庄矿为第三套。该技术已经通过了由中国工程院院士、全国瓦斯治理工程研究中心主任袁亮院士组成的专家小组进行的科学技术成果鉴定,并获得省级科技成果证书。

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