陕西彬长大佛寺煤矿氧化装置    刘希楠/摄

日前，国家能源局能源节约和科技装备司对胜利油田胜利动力机械集团有限公司(以下简称“胜动集团”)的 “煤矿通风瓦斯氧化技术及6万m3/h煤矿乏风氧化装置”组织召开了应用技术成果鉴定会。

鉴定委员会由中国工程院院士周世宁、中国工程院院士张铁岗、中国工程院院士徐大懋、中国工程院院士袁亮、煤炭科学研究总院教授级高工卢鉴章、西北大学教授王伯铎、晋城煤业集团教授级高工何辉、中平能化集团教授级高工李洪、阜新矿业集团教授级高工魏化兴九位专家成员组成。根据专家鉴定委员会出具的鉴定结果，胜动集团通风瓦斯氧化技术总体达到国际先进水平，同意通过技术鉴定。专家一致认为该项技术构思和产品设计具有重要创新之处，为煤矿乏风处理和利用提供了有效的新技术和新装备，对我国实施节能减排工作有重大现实意义，具有广阔的应用价值和推广前景。

乏风空排浪费又污染

通风瓦斯又称“乏风”，是指甲烷浓度低于0.75％的煤矿瓦斯。由于乏风的甲烷（CH4）含量极低，如果进行分离提纯，能耗要远远超过所提取的甲烷能量，很不经济，而且这种浓度的甲烷也不能直接燃烧，所以长期以来只能空排。

我国乏风资源丰富，长期空排既造成能源了严重浪费，也不利于安全生产。根据统计，在我国煤矿排放的甲烷中，矿井乏风占80％左右，每年通过乏风排入大气的甲烷足可冲抵1500—2000万吨原油或2000—3000多万吨煤炭，其数量差不多是一个6500—10000MW的超大型火力发电厂一年的用煤总量。

此外，由于甲烷对温室效应的“贡献”是二氧化碳（CO2）的21.5倍，对臭氧层的破坏能力是CO2的7倍，从数量上来说是仅次于CO2的第二大温室气体。据称，我国每年通过乏风排空的甲烷折合成CO2约为2.5亿吨。可想而知，如果能够全部实现清洁处理，对我国实现CO2减排任务将起到怎样的助推作用。

最低适用甲烷浓度为0.25%

据胜动集团副总工程师马晓钟介绍，该集团研发的煤矿乏风氧化装置由固定式逆流氧化床和控制系统等构成。其基本工作原理是基于甲烷在800℃以上的环境条件下能与氧气发生剧烈的氧化放热反应产生热能，并将热实施阶梯利用，实现热、电、冷联供。同时通过氧化装置制取过热高压蒸汽驱动蒸汽轮机发电，蒸汽余热则可供煤矿职工洗澡、矿区冬季采暖、煤矿进风口空气预热、矿井采掘面制冷等。此外，该装置也可处理垃圾填埋场排出的甲烷废气以及其它挥发性有机化合物。

记者了解到2005年初，胜利油田胜动集团就在国内开始试验研究煤矿乏风氧化技术，通过制造200m3/h、10000m3/h氧化装置，试验探索了技术的可行性，并取得多项专利。从2008年开始，胜利油田胜利动力机械集团有限公司通过研究热力场均匀控制技术、氧化过程气流换向控制和换向过程中逃逸甲烷气体回收氧化技术、乏风甲烷浓度在线测量技术、高温蜂窝陶瓷内部换热技术以及抽排瓦斯与乏风掺混氧化安全控制技术等研究，成功开发出了60000m3/h煤矿乏风氧化装置。

2009年9月该集团与陕西彬长矿集团有限公司合作，在陕西大佛寺煤矿建成一台60000m3/h煤矿乏风氧化装置。试验测试表明，装置实际最大处理能力可达70000m3/h；在额定流量下，稳定运行的最低CH4浓度0.25%；CH4浓度大于0.3%时，氧化率近100%；排气中CO2含量5 mg/m3以下，没有NOx；当CH4浓度为1.0%时，可产生5t/h蒸汽。装置运行无振动、无噪声、不产生二次污染；乏风低压进入氧化装置，能耗少；应用操作方便、安全性高。

国内规模最大的现场工业性试验装置

国家安监总局煤炭信息研究院煤层气中心主任赵国泉指出，目前煤矿乏风的氧化技术被证明是最为成熟的技术。马晓钟对记者说，从世界范围来看，只有为数不多的几家国外研制单位进行了煤矿乏风氧化技术的研究和装置开发，如瑞典MEGTEC公司、加拿大的CANMET公司等，其中瑞典MEGTEC公司研制的氧化装置于2008年在澳大利亚一煤矿投入了工业化试验应用。

煤炭科学研究总院煤炭工业洁净煤工程技术中心所长陈贵峰向记者介绍，近年来，虽然国内多个高等院校和单位都对乏风瓦斯催化氧化、热逆流氧化的机理进行了实验室研究，但都只限于实验室研究，并没有建立煤矿现场应用示范工程，真正将其推向产业化。

“可以说，胜动集团研发成功的煤矿乏风氧化装置是目前国内规模最大的现场工业性试验装置，也是国内唯一的一项通过国家部门组织鉴定通过的技术成果。”赵国泉对记者说。此外，山东淄博淄柴新能源有限公司的40000 m3/h的乏风（甲烷运行浓度0.8%）氧化装置于今年4月底也正式进入了煤矿现场试验运行阶段。

马晓钟表示，若按此技术氧化处理利用我国通风瓦斯年总排放量的一半，就可为企业创造至少100亿元的一个市场。以一个年产煤炭100万吨、乏风流量10000 m3/min、甲烷浓度为0.5%的煤矿为例，可以安装10台处理能力为60000 m3/h的氧化装置。每年产生热能折合400万吨标煤，减排二氧化碳30万吨，相当于一个15万kw装机容量的燃煤电厂或20万辆小汽车的二氧化碳排放量，仅每年CDM（清洁发展机制）收益就达3000万元。

同时，赵国泉也指出，该项技术及装置完全实现了国产化，在很大程度上降低了同类装置的成本。但由于目前还只是处于起步阶段，对煤矿通风瓦斯的规模化应用还有待时日。

上一篇: 全球生物质燃烧碳排放清单数据集建立

下一篇: 西部新征程 能源唱大戏