化“风”为宝  变废成钱

胜利油田胜动集团拓宽瓦斯应用范围提高经济效益

我国每年煤矿风排瓦斯（即乏风）排入大气的甲烷相当于西气东输1年的输气量，产生的温室气体效应约为2亿吨二氧化碳当量。中石化胜利油田胜动集团公司（以下简称胜动集团）经过多年科技攻关，研制出国际领先的“煤矿乏风甲烷氧化装置及氧化热利用技术”，该技术不仅实现了瓦斯零排放，而且把难以利用的超低浓度瓦斯变废为宝。

逼出来的创新

经过10余年的探索，我国的煤层气开发在科研和生产实践中初见成效，常规抽采技术日趋成熟，高新技术始露锋芒；井下瓦斯抽采技术已经形成体系，并在高瓦斯矿井全面应用。总体来看，我国煤矿瓦斯的抽采利用迈入了一个新的发展阶段。然而，对于低浓度瓦斯的开采，却一直是个难题：其开采成本之大、开采难度之高让人难以涉足，一任其排放于大气之中。

低浓度瓦斯外排既浪费能源又破坏环境，因此，风排瓦斯不能再空排了。

风排瓦斯虽然浓度极低，但总量特别巨大，所含的甲烷约占我国煤矿瓦斯甲烷总量的81%，1年的排放量在150亿立方米以上。由于浓度太低，利用技术难度特别大，长期以来，风排瓦斯都被白白排到空气中了。

作为国内规模最大的燃气内燃机生产研发基地，胜动集团在10多年前遇到该公司传统产品滞销、生存遇到极大困难时，毅然“试水”进入瓦斯的利用领域。2005年，该公司发明了“煤矿瓦斯与细水雾混合输送方法及装置”等系列专利技术，将煤矿瓦斯的利用范围从30%拓展到60％。

在此基础上，胜动集团又把目光瞄准了甲烷浓度低于0.75％的煤矿乏风利用。科研团队经过无数次失败，终于在2006年研制出第一台处理能力为1.25万立方米/小时的“煤矿乏风甲烷氧化装置”，并获得国家专利。该装置主要由逆流式固定氧化床和控制系统两部分构成，其工作原理是：先用外部能源（如电能）对氧化床进行加热，创造甲烷氧化反应的环境（1000摄氏度）；然后把通风瓦斯引入氧化床，氧化产生的热量一部分维持氧化反应，多余部分则以水蒸气的形式排出，用于制冷、制热或发电。

一台装置就是一棵摇钱树

2006年9月，“煤矿乏风甲烷氧化装置”被安装到阜新矿业集团恒大公司北风井进行工业性试验，并于次年4月试运行。结果表明，甲烷氧化率在95%以上，接近零排放；当甲烷浓度在0.3％以下时，氧化所产生的热量可以维持氧化作用继续进行；甲烷浓度达到0.5％以上时，产生的蒸气可以用于制冷、制热、发电等，实现阶梯利用。

2007年8月，国家发改委、安监总局、原环保总局和中国煤炭工业协会派出由中国工程院院士周世宁、张铁岗和著名瓦斯专家卢鉴章领衔的专家组评议委员会，到实验现场进行考察。经过两天的实地考察，评议委员会的专家们一致认为：“煤矿乏风逆流氧化技术及其装置”总体达到国际先进水平，建议大力推广应用。

既节约能源又创造效益，一台装置就是一棵摇钱树。胜动集团乘胜前进，又于2007年10月研制出处理能力为6万立方米/小时的乏风氧化装置。至此，胜动集团实现了对不同甲烷浓度的瓦斯的全覆盖利用。目前，他们正在与第一个吃螃蟹的阜新矿业集团协商，计划先期在该集团艾友煤矿安装10台6万立方米/小时的乏风氧化装置。

阜新矿业集团算了一笔账：10台装置每小时氧化乏风60万立方米（甲烷浓度0.6%），氧化甲烷3600立方米，由此产生的热能可以代替1台15吨的蒸气锅炉，1天可节煤72吨，如果按1吨煤400元计算，一天就能节省28800多元。如果算碳汇账，就更加可观：氧化3600立方米甲烷相当于减排二氧化碳50吨，1天就可以卖碳汇指标1万多欧元……一旦投入使用，这10台氧化装置就成了名副其实的摇钱树——既减少了温室气体排放，又有可观的经济效益！

市场前景广阔

现在，国际社会应对气候变化步伐的加快、巨大的碳汇市场，以及我国节能减排力度的不断加大，使瓦斯利用的前景极为广阔。目前，该公司正与许多国内外公司积极洽谈，推广瓦斯利用装置。《中国应对气候变化国家方案》提出，到2010年减排二氧化碳10亿吨。如果全国一半的煤矿乏风得到氧化处理、利用，每年相当于减排1亿吨二氧化碳，并且可获得8亿欧元的减排收入和24亿元的节能收入。

低浓度瓦斯发电技术的推广，不仅能拓宽瓦斯应用范围，提高经济效益，且由于将原本易爆气体加以收集利用，也有助于增加煤炭生产过程中的安全系数。据不完全统计，我国现在每年生产20多亿吨原煤，要排放200亿立方米纯瓦斯，和西气东输的年输气总量相当。这些清洁能源的排放，不仅浪费能源，还对大气造成了极大污染。如果这些瓦斯不及时抽放，又会危及煤矿的安全生产。在国家大力节能、推进可持续发展的大环境下，更好地推广这项新技术有重要意义。“安全、节能、环保”，是低浓度瓦斯发电技术的前景。《中国质量报》