إعادة استخدام الميثان منخفض التركيز والوقود الأحفوري

الوضع الحالي لاستخدام غاز الميثان منخفض التركيز

يتميز غاز الميثان ذو التركيز المنخفض بحجم انبعاث كبير

• في عام ٢٠١٨، بلغ تسرب غاز الميثان من مناجم الفحم العالمية ٤٠ مليون طن، أي ما يعادل انبعاث مليار طن من غازات الاحتباس الحراري المكافئة لثاني أكسيد الكربون. وتمثل انبعاثات الصين أكثر من نصف إجمالي انبعاثات الميثان العالمية من تعدين الفحم.
• في عام 2018، استخرجت الصين 13 مليار متر مكعب من الغاز، منها 5.3 مليار متر مكعب بتركيز أعلى من 9%، بمعدل استخدام 40.7%.
• خلال عملية تعدين الفحم، يكون تركيز الغاز منخفض التركيز أقل من 9%، بمعدل استخدام يبلغ 2% فقط. ولا يُستغل معظم هذا الغاز، بل يُصرف مباشرةً ويتسرب إلى الغلاف الجوي، ملوثًا البيئة.
• تطلق مناجم الفحم في الصين ما مجموعه 24 مليار متر مكعب من غاز الميثان في الغلاف الجوي سنويًا، وهو ما يمثل ثلث إجمالي حجم عوادم غاز الميثان الصناعية ويولد 200 مليون طن من انبعاثات الكربون.
• الغاز قابل للاشتعال والانفجار (5%~15%) (مشكلة تتعلق بالسلامة).

خصائص غاز الميثان: الوقود + غازات الدفيئة غير ثاني أكسيد الكربون

• يعتبر غاز الميثان مصدرًا للوقود النظيف.
• غاز الميثان هو أحد غازات الدفيئة. تبلغ إمكانية الاحترار العالمي الناتج عن تأثير الميثان على مدى 100 عام 28 ضعفًا من إمكانية ثاني أكسيد الكربون.
• إن الخفض الكبير لانبعاثات غاز الميثان سيكون شرطًا ضروريًا لتحقيق السيطرة على ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي أقل من 1.5 درجة مئوية.
• في يناير 2021، أشارت وزارة البيئة وحماية البيئة إلى ضرورة تعزيز رصد غازات الاحتباس الحراري ودمجها تدريجيًا في التنفيذ الشامل لنظام رصد البيئة الإيكولوجية. وعلى مستوى مصادر الانبعاثات الرئيسية، سيتم تنفيذ مشاريع تجريبية لرصد انبعاثات الميثان في الصناعات الرئيسية، مثل النفط والغاز وتعدين الفحم، وغيرها.
• من المقرر استئناف البرنامج الوطني المعتمد لخفض الانبعاثات الطوعي (CCER) قريبًا. (بمعدل ٥٠ يوانًا للطن، أي ما يعادل قيمة غاز تبلغ حوالي ٠.٧٥ يوانًا للمتر المكعب).
• وسوف يصبح أكسدة وتدمير غاز العادم أحد الاتجاهات الرامية إلى الحد من انبعاثات غاز الميثان في المستقبل.

طريقة إعادة استخدام غاز الميثان منخفض التركيز

التسلسل وإدارة تركيز الميثان في مناجم الفحم
(اتخاذ الصين كمثال في عام 2020)

تكنولوجيا التخزين الحراري واستخدام الطاقة المؤكسدة المتتالية

مخطط سير العملية

النقل الآمن وخلط تركيزات منخفضة من CH4 و Vam

• وظيفة:
  نقل الغاز منخفض التركيز بشكل آمن من نهاية العادم إلى نهاية استهلاك الغاز، وضمان جودة الغاز المنقول؛ نهاية العادم المعنية هي محطة استخراج الغاز، ونهاية الغاز المعنية هي نظام خلط.
  
• تثبيت:
  لا يتطلب الأنبوب ثلاثي الاتجاهات المتصل مباشرة بمخرج العادم لمحطة استخراج الغاز تعديل خط الأنابيب.

 المعدات الرئيسية ① — صمام التحرير الكهربائي

• المبدأ والوظيفة:
  يتم استخدام جهاز التحرير الكهربائي بشكل أساسي لتحقيق التحرير الطارئ لضغط النظام، ويتم تركيبه في بداية ونهاية خط الأنابيب الناقل، ويركز بشكل أكبر على حماية محطات تصريف غاز مناجم الفحم وأنظمة الخلط.
• متطلبات التثبيت:
  يُركَّب على أنبوب التفريغ النهائي لخط الأنابيب الناقل وأنبوب العادم الخارجي لمحطة تصريف غاز منجم الفحم. يجب تركيب مانع لهب جاف في الطرف الخلفي لصمام الإطلاق لضمان عدم تأثير الغاز المنطلق على خط الأنابيب.

 المعدات الرئيسية ② — جهاز رش المسحوق الأوتوماتيكي وجهاز قمع الانفجار

• المبدأ والوظيفة:
  يتم استخدام جهاز التحرير الكهربائي بشكل أساسي لتحقيق التحرير الطارئ لضغط النظام، ويتم تركيبه في بداية ونهاية خط الأنابيب الناقل، ويركز بشكل أكبر على حماية محطات تصريف غاز مناجم الفحم وأنظمة الخلط.
• متطلبات التثبيت:
  يُركَّب على أنبوب التفريغ النهائي لخط الأنابيب الناقل وأنبوب العادم الخارجي لمحطة تصريف غاز منجم الفحم. يجب تركيب مانع لهب جاف في الطرف الخلفي لصمام الإطلاق لضمان عدم تأثير الغاز المنطلق على خط الأنابيب.

 المعدات الرئيسية ③ —جهاز رش مسحوق أوتوماتيكي وقمع الانفجار

• المبدأ والوظيفة:
  يتم استخدام جهاز التحرير الكهربائي بشكل أساسي لتحقيق التحرير الطارئ لضغط النظام، ويتم تركيبه في بداية ونهاية خط الأنابيب الناقل، ويركز بشكل أكبر على حماية محطات تصريف غاز مناجم الفحم وأنظمة الخلط.
• متطلبات التثبيت:
  يُركَّب على أنبوب التفريغ النهائي لخط الأنابيب الناقل وأنبوب العادم الخارجي لمحطة تصريف غاز منجم الفحم. يجب تركيب مانع لهب جاف في الطرف الخلفي لصمام الإطلاق لضمان عدم تأثير الغاز المنطلق على خط الأنابيب.

 المعدات الرئيسية ⑥ —مانع اللهب الجاف

• المبدأ والوظيفة:
  يتميز جهاز فصل الغاز السائل المركب عالي الكفاءة بوظائف متعددة مثل التجفيف وإزالة الغبار واستقرار الضغط، وهو عبارة عن معدات معالجة تنقية الغاز.
  باستخدام تقنية فصل الإعصار، باستخدام قوة الطرد المركزي لفصل الغاز عن السائل. يتدفق الماء المنفصل لأسفل على طول جدار الأسطوانة، بينما يتصاعد الغاز بشكل حلزوني على طول جدار الأسطوانة ويدخل إلى طرف الغاز من خلال تأثير التنقية الثانوي لطبقة الفصل العلوية، مما يحقق تنقية الغاز ويلبي مؤشرات الغاز المطلوبة لمحرك الغاز.

نظام الخلط

Blender – تحليل المحاكاة