Wiederverwendung von Methan und Vam in niedriger Konzentration

Aktuelle Situation der Nutzung von Methan mit niedriger Konzentration

Methan in niedriger Konzentration hat ein großes Emissionsvolumen

• Im Jahr 2018 betrug der weltweite Methanausstoß aus Kohlebergwerken 40 Millionen Tonnen, was einer Emission von einer Milliarde Tonnen CO2-Äquivalenten an Treibhausgasen entspricht. Chinas Emissionen machen mehr als die Hälfte der gesamten weltweiten Methanemissionen aus dem Kohlebergbau aus.
• Im Jahr 2018 förderte China 13 Milliarden Kubikmeter Gas, von denen 5,3 Milliarden Kubikmeter mit einer Konzentration von über 91 TP3T genutzt wurden, was einer Nutzungsrate von 40,71 TP3T entspricht.
• Beim Kohleabbau werden etwa 601–701 TP3T des niedrig konzentrierten Gases (unter 91 TP3T) freigesetzt, wobei die Nutzungsrate nur 21 TP3T beträgt. Der Großteil davon wird nicht genutzt, sondern direkt in die Atmosphäre abgegeben und verschmutzt die Umwelt.
• Chinas Kohlebergwerke stoßen jährlich insgesamt 24 Milliarden Kubikmeter Methan in die Atmosphäre aus. Dies entspricht einem Drittel der gesamten industriellen Methanabgasmenge und verursacht 200 Millionen Tonnen Kohlenstoffemissionen.
• Gas ist brennbar und explosiv (5%~15%) (Sicherheitsproblem).

Methangaseigenschaften: Brennstoff + Nicht-CO2-Treibhausgase

• Methangas ist eine saubere Brennstoffressource.
• Gas (Methan) ist ein Treibhausgas. Der Treibhauseffekt von Methan hat ein 28-mal höheres Erwärmungspotenzial (GWP) als Kohlendioxid über einen Zeitraum von 100 Jahren.
• Eine drastische Reduzierung der Methanemissionen ist eine notwendige Voraussetzung für die Eindämmung der globalen Erwärmung. unter 1,5 ℃.
• Im Januar 2021 wies das Ministerium für Ökologie und Umweltschutz auf die Notwendigkeit hin, die Überwachung der Treibhausgase zu verstärken und schrittweise in die allgemeine Umsetzung des ökologischen Umweltüberwachungssystems zu integrieren. Auf der Ebene der wichtigsten Emissionspunktquellen werden Pilotprojekte zur Überwachung der Methanemissionen in Schlüsselindustrien wie Öl und Gas, Kohlebergbau usw. durchgeführt.
• Der Neustart des National Certified Voluntary Emission Reduction (CCER)-Programms steht unmittelbar bevor. (Berechnet mit 50 Yuan/Tonne, entsprechend einem Gaswert von etwa 0,75 Yuan/Nm3).
• Die Oxidation und Zerstörung von Abgasen wird in Zukunft eine der Richtungen zur Reduzierung der Methanemissionen sein.

Wiederverwendungsmodus für Methan mit niedriger Konzentration

Kaskade und Management der Methankonzentration in Kohlebergwerken
(Am Beispiel China im Jahr 2020)

Wärmespeicherung und Oxidations-Energiekaskadennutzungstechnologie

Prozessflussdiagramm

Sicherer Transport und Mischen von CH4 und Vam in niedriger Konzentration

• Funktion:
  Transportieren Sie Gas mit niedriger Konzentration sicher vom Abgasende zum Gasverbrauchsende und stellen Sie die Qualität des transportierten Gases sicher. Das betroffene Abgasende ist eine Gasentnahmestation und das betroffene Gasende ist ein Mischsystem.
  
• Installation:
  Das direkt an den Abgasauslass der Gasabsaugstation angeschlossene Dreiwegerohr erfordert keine Rohrleitungsmodifikation.

 Hauptausrüstung ① — Elektrisches Ablassventil

• Prinzip und Funktion:
  Die elektrische Auslösevorrichtung wird hauptsächlich zur Notentlastung des Systemdrucks verwendet und am Anfang und Ende der Förderleitung installiert. Ihr Schwerpunkt liegt eher auf dem Schutz von Grubengasentwässerungsstationen und Mischsystemen.
• Installationsvoraussetzungen:
  Installiert am Endauslassrohr der Förderleitung und der Auslassabgasleitung der Grubengasentwässerungsstation. Am hinteren Ende des Ablassventils sollte eine trockene Flammensperre installiert werden, um sicherzustellen, dass das freigesetzte Gas die Rohrleitung nicht beeinträchtigt.

 Hauptausrüstung ② – Automatische Pulversprüh- und Explosionsunterdrückungsvorrichtung

• Prinzip und Funktion:
  Die elektrische Auslösevorrichtung wird hauptsächlich zur Notentlastung des Systemdrucks verwendet und am Anfang und Ende der Förderleitung installiert. Ihr Schwerpunkt liegt eher auf dem Schutz von Grubengasentwässerungsstationen und Mischsystemen.
• Installationsvoraussetzungen:
  Installiert am Endauslassrohr der Förderleitung und der Auslassabgasleitung der Grubengasentwässerungsstation. Am hinteren Ende des Ablassventils sollte eine trockene Flammensperre installiert werden, um sicherzustellen, dass das freigesetzte Gas die Rohrleitung nicht beeinträchtigt.

 Hauptausrüstung ③ —Automatische Pulversprüh- und Explosionsunterdrückungsvorrichtung

• Prinzip und Funktion:
  Die elektrische Auslösevorrichtung wird hauptsächlich zur Notentlastung des Systemdrucks verwendet und am Anfang und Ende der Förderleitung installiert. Ihr Schwerpunkt liegt eher auf dem Schutz von Grubengasentwässerungsstationen und Mischsystemen.
• Installationsvoraussetzungen:
  Installiert am Endauslassrohr der Förderleitung und der Auslassabgasleitung der Grubengasentwässerungsstation. Am hinteren Ende des Ablassventils sollte eine trockene Flammensperre installiert werden, um sicherzustellen, dass das freigesetzte Gas die Rohrleitung nicht beeinträchtigt.

 Hauptausrüstung ⑥ —Trockene Flammensperre

• Prinzip und Funktion:
  Der hocheffiziente Gas-Flüssigkeits-Verbundabscheider erfüllt mehrere Funktionen wie Entwässerung, Staubentfernung und Druckstabilisierung und ist eine Anlage zur Gasreinigungsbehandlung.
  Einsatz der Zyklontrenntechnologie, bei der die Zentrifugalkraft zur Gas-Flüssigkeits-Trennung genutzt wird. Das abgetrennte Wasser fließt entlang der Zylinderwand nach unten, während das Gas spiralförmig entlang der Zylinderwand nach oben strömt und durch den sekundären Reinigungseffekt der oberen Trennschicht in das Gasende gelangt. Dadurch wird die Reinigung des Gases erreicht und die vom Gasmotor geforderten Gasindikatoren erfüllt.

Mischsystem

Blender – Simulationsanalyse