Opětovné použití metanu a VAM s nízkou koncentrací

Současná situace využití nízkokoncentrovaného metanu

Metan s nízkou koncentrací má velký objem emisí

• V roce 2018 činil celosvětový únik metanu z uhelných dolů 40 milionů tun, což odpovídá emisím 1 miliardy tun ekvivalentu CO2 skleníkových plynů. Emise Číny představují více než polovinu celkových celosvětových emisí metanu z těžby uhlí.
• V roce 2018 Čína vytěžila 13 miliard metrů krychlových plynu, z čehož bylo využito 5,3 miliardy metrů krychlových s koncentrací vyšší než 91 TP4T, s mírou využití 40,71 TP4T.
• Během těžby uhlí je přibližně 601–701 TP4T plynu s nízkou koncentrací pod 91 TP4T, s mírou využití pouze 21 TP4T. Většina se nevyužívá a přímo se vypouští a uniká do ovzduší, čímž znečišťuje životní prostředí.
• Čínské uhelné doly každoročně vypouští do atmosféry celkem 24 miliard krychlových metrů metanu, což představuje jednu třetinu celkového objemu průmyslových výfukových plynů metanu a generuje 200 milionů tun emisí uhlíku.
• Plyn je hořlavý a výbušný (5%~15%) (bezpečnostní riziko).

Vlastnosti metanu: palivo + skleníkové plyny jiné než CO2

• Metan je čistý zdroj paliva.
• Plyn (metan) je skleníkový plyn. Skleníkový efekt metanu má „potenciál oteplování v časovém horizontu 100 let“, který je 28krát větší než u oxidu uhličitého.
• Hluboké snížení emisí metanu bude nezbytnou podmínkou pro dosažení kontroly globálního oteplování pod 1,5 ℃.
• V lednu 2021 Ministerstvo ekologie a ochrany životního prostředí upozornilo na potřebu posílit monitorování skleníkových plynů a postupně ho začlenit do celkové implementace systému monitorování ekologického prostředí. Na úrovni klíčových bodových zdrojů emisí budou realizovány pilotní projekty monitorování emisí metanu v klíčových odvětvích, jako je ropa a plyn, těžba uhlí atd.
• Obnovení Národního programu certifikovaného dobrovolného snižování emisí (CCER) je na spadnutí. (Vypočteno na 50 juanů/tunu, což odpovídá hodnotě plynu přibližně 0,75 juanu/Nm3).
• Oxidace a destrukce výfukových plynů se v budoucnu stane jedním ze směrů snižování emisí metanu.

Způsob opětovného použití metanu s nízkou koncentrací

Kaskáda a řízení koncentrace metanu v uhelných dolech
(Na příkladu Číny v roce 2020)

Technologie kaskádového využití tepelné akumulace a oxidační energie

Diagram vývoje procesu

Bezpečná přeprava a míchání CH4 a Vam s nízkou koncentrací

• Funkce:
  Bezpečně přepravovat plyn s nízkou koncentrací z výfukového konce do konce spotřeby plynu a zajistit kvalitu přepravovaného plynu; Výfukový konec je stanice pro odsávání plynu a plynový konec je míchací systém.
  
• Instalace:
  Trojcestné potrubí přímo připojené k výfukovému otvoru stanice pro odsávání plynu nevyžaduje úpravu potrubí.

 Hlavní zařízení ① — Elektrický vypouštěcí ventil

• Princip a funkce:
  Elektrické uvolňovací zařízení se používá hlavně k dosažení nouzového uvolnění tlaku v systému, instaluje se na začátku a na konci dopravního potrubí a zaměřuje se spíše na ochranu odvodňovacích stanic uhelného plynu a mísovacích systémů.
• Požadavky na instalaci:
  Instaluje se na koncové výtlačné trubce dopravního potrubí a výstupní výfukové potrubí odvodňovací stanice plynu z uhelného dolu. Na zadní konec vypouštěcího ventilu by měl být instalován suchý pojistný ventil, aby se zajistilo, že uvolňovaný plyn neovlivní potrubí;

 Hlavní zařízení 2 — Automatické práškové stříkání a zařízení pro potlačení výbuchu

• Princip a funkce:
  Elektrické uvolňovací zařízení se používá hlavně k dosažení nouzového uvolnění tlaku v systému, instaluje se na začátku a na konci dopravního potrubí a zaměřuje se spíše na ochranu odvodňovacích stanic uhelného plynu a mísovacích systémů.
• Požadavky na instalaci:
  Instaluje se na koncové výtlačné trubce dopravního potrubí a výstupní výfukové potrubí odvodňovací stanice plynu z uhelného dolu. Na zadní konec vypouštěcího ventilu by měl být instalován suchý pojistný ventil, aby se zajistilo, že uvolňovaný plyn neovlivní potrubí;

 Hlavní zařízení ③ —Automatické práškové stříkání a zařízení pro potlačení výbuchu

• Princip a funkce:
  Elektrické uvolňovací zařízení se používá hlavně k dosažení nouzového uvolnění tlaku v systému, instaluje se na začátku a na konci dopravního potrubí a zaměřuje se spíše na ochranu odvodňovacích stanic uhelného plynu a mísovacích systémů.
• Požadavky na instalaci:
  Instaluje se na koncové výtlačné trubce dopravního potrubí a výstupní výfukové potrubí odvodňovací stanice plynu z uhelného dolu. Na zadní konec vypouštěcího ventilu by měl být instalován suchý pojistný ventil, aby se zajistilo, že uvolňovaný plyn neovlivní potrubí;

 Hlavní vybavení ⑥ —Suchý pojistník plamene

• Princip a funkce:
  Vysoce účinný kompozitní separátor plynu a kapaliny má několik funkcí, jako je dehydratace, odstraňování prachu a stabilizace tlaku, a je zařízením pro čištění plynu.
  Použití cyklonové separační technologie s využitím odstředivé síly pro oddělení plynu a kapaliny. Oddělená voda stéká dolů podél stěny válce, zatímco plyn spirálovitě stoupá podél stěny válce a vstupuje do plynového konce sekundárním čisticím účinkem horní separační vrstvy, čímž se dosahuje čištění plynu a splňují se ukazatele plynu požadované plynovým motorem.

Míchací systém

Blender – Analýza simulace