Reutilización de metano y VAM de baja concentración
Descubra cómo nuestros avanzados sistemas RTO permiten la reutilización eficiente de gases de baja concentración, reduciendo las emisiones y los costes. Optimice sus procesos con soluciones sostenibles y de alto rendimiento hoy mismo.
Situación actual de la utilización de metano en baja concentración
El metano de baja concentración tiene un gran volumen de emisión
- En 2018, la fuga global de metano de las minas de carbón fue de 40 millones de toneladas, equivalente a la emisión de mil millones de toneladas de CO2 equivalente de gases de efecto invernadero. Las emisiones de China representan más de la mitad del total mundial de emisiones de metano procedentes de la minería de carbón.
- En 2018, China extrajo 13 mil millones de metros cúbicos de gas, de los cuales se utilizaron 5,3 mil millones de metros cúbicos con una concentración superior a 9%, con una tasa de utilización de 40,7%.
- Durante la minería de carbón, entre 601TP₄ y 701TP₄ del gas de baja concentración se encuentra por debajo de 91TP₄, con una tasa de utilización de tan solo 21TP₄. La mayor parte no se aprovecha y se descarga directamente a la atmósfera, contaminando el medio ambiente.
- Las minas de carbón de China emiten un total de 24 mil millones de metros cúbicos de metano a la atmósfera cada año, lo que representa un tercio del volumen total de emisiones industriales de metano y genera 200 millones de toneladas de emisiones de carbono.
- El gas es inflamable y explosivo (5%~15%) (problema de seguridad).
Propiedades del gas metano: combustible + gases de efecto invernadero distintos del CO2
- El gas metano es un recurso combustible limpio.
- El metano es un gas de efecto invernadero. Su efecto invernadero tiene un potencial de calentamiento global (PCG) a 100 años 28 veces superior al del dióxido de carbono.
- La reducción profunda de las emisiones de metano será una condición necesaria para lograr el control del calentamiento global por debajo de 1,5 ℃.
- En enero de 2021, el Ministerio de Ecología y Protección Ambiental señaló la necesidad de fortalecer el monitoreo de gases de efecto invernadero e incorporarlo gradualmente a la implementación general del sistema de monitoreo ambiental ecológico. A nivel de fuentes puntuales de emisión clave, se implementarán proyectos piloto para monitorear las emisiones de metano en industrias clave como el petróleo y el gas, la minería de carbón, etc.
- El reinicio del Programa Nacional de Reducción Voluntaria Certificada de Emisiones (CCER) es inminente. (Calculado a 50 yuanes/tonelada, equivalente a un valor de gas de aproximadamente 0,75 yuanes/Nm³).
- La oxidación y destrucción de los gases de escape se convertirá en una de las direcciones para la reducción de las emisiones de metano en el futuro.
Modo de reutilización de metano de baja concentración
Modo de purificación y suministro
Modo calefacción (refrigeración)
Modo de generación de energía
Modo de cogeneración de oxidación por almacenamiento térmico
Cascada y gestión de la concentración de metano en minas de carbón
(Tomando a China como ejemplo en 2020)
El metano de los yacimientos de carbón asociado con la minería del carbón se conoce comúnmente como “gas” y su componente principal es el metano (CH4).
En la actualidad, todo gas con una concentración inferior a 8% se libera a la atmósfera, provocando una gran cantidad de contaminación.
El uso pleno de estos recursos para la calefacción y la generación de energía puede generar importantes beneficios económicos y de reducción de carbono.
Tecnología de utilización de energía en cascada de almacenamiento térmico y oxidación
Diagrama de flujo del proceso
Transporte seguro y mezcla de CH4 y Vam de baja concentración
- Función:
Transportar de forma segura gas de baja concentración desde el extremo de escape hasta el extremo de consumo de gas, y garantizar la calidad del gas transportado; el extremo de escape involucrado es una estación de extracción de gas, y el extremo de gas involucrado es un sistema de mezcla. - Instalación:
La tubería de tres vías conectada directamente a la salida de escape de la estación de extracción de gas no requiere modificación de la tubería.
Equipo principal ① — Válvula de liberación eléctrica
- Principio y función:
El dispositivo de liberación eléctrica se utiliza principalmente para lograr la liberación de emergencia de la presión del sistema, se instala al principio y al final de la tubería de transporte y se centra más en la protección de las estaciones de drenaje de gas de las minas de carbón y los sistemas de mezcla. - Requisitos de instalación:
Se instala en el tubo de descarga final de la tubería de transporte y en la tubería de escape de salida de la estación de drenaje de gas de la mina de carbón. Se debe instalar un parallamas seco en el extremo posterior de la válvula de escape para garantizar que el gas liberado no afecte a la tubería.
Equipo principal ② — Dispositivo automático de pulverización de polvo y supresión de explosiones
- Principio y función:
El dispositivo de liberación eléctrica se utiliza principalmente para lograr la liberación de emergencia de la presión del sistema, se instala al principio y al final de la tubería de transporte y se centra más en la protección de las estaciones de drenaje de gas de las minas de carbón y los sistemas de mezcla. - Requisitos de instalación:
Se instala en el tubo de descarga final de la tubería de transporte y en la tubería de escape de salida de la estación de drenaje de gas de la mina de carbón. Se debe instalar un parallamas seco en el extremo posterior de la válvula de escape para garantizar que el gas liberado no afecte a la tubería.
1. Boquilla del dispositivo de supresión de explosiones
2. Dispositivo de supresión de explosiones, cilindro de almacenamiento de polvo.
3. tampón de agente extintor de incendios
4. generador de gas
5. terminal
6. cable
7. controlador
8. sensor de llama ultravioleta
Equipo principal ③ —Dispositivo automático de pulverización de polvo y supresión de explosiones.
- Principio y función:
El dispositivo de liberación eléctrica se utiliza principalmente para lograr la liberación de emergencia de la presión del sistema, se instala al principio y al final de la tubería de transporte y se centra más en la protección de las estaciones de drenaje de gas de las minas de carbón y los sistemas de mezcla. - Requisitos de instalación:
Se instala en el tubo de descarga final de la tubería de transporte y en la tubería de escape de salida de la estación de drenaje de gas de la mina de carbón. Se debe instalar un parallamas seco en el extremo posterior de la válvula de escape para garantizar que el gas liberado no afecte a la tubería.
Equipo principal ④ —Dispositivo de prevención y ventilación de explosiones
- Adopción de una combinación de sensores de llama fotoeléctricos, sensores de control de presión y enlace electromecánico para controlar la acción del dispositivo automático a prueba de explosiones.
- Preste atención a la dirección de instalación.
Equipo principal ⑤ — Apagallamas seco
- Principio y función:
Los apagallamas secos utilizan el principio de extinción de llamas en ranuras estrechas mediante la flexión y superposición de placas de acero inoxidable para formar una capa extintora con espacios muy pequeños. Cuando se genera una llama en la tubería, el apagallamas seco la bloquea, extinguiéndola o reduciendo su intensidad. Actúa como un inhibidor de la propagación de las llamas.
Hay una válvula de drenaje en la parte inferior, que debe abrirse periódicamente para evitar la acumulación excesiva de agua en el núcleo retardante de llama y afectar su uso.
Hay manómetros en ambos lados del núcleo retardante de llama superior para controlar si el núcleo retardante de llama está bloqueado.
Equipo principal ⑥ —Parallamas seco
- Principio y función:
El separador de gas-líquido compuesto de alta eficiencia tiene múltiples funciones como deshidratación, eliminación de polvo y estabilización de presión, y es un equipo de tratamiento de purificación de gas.
Se utiliza la tecnología de separación ciclónica, que utiliza la fuerza centrífuga para la separación gas-líquido. El agua separada fluye hacia abajo por la pared del cilindro, mientras que el gas asciende en espiral por la pared del cilindro y entra en el extremo de gas mediante el efecto de purificación secundaria de la capa de separación superior, logrando así la purificación del gas y cumpliendo con los indicadores de gas requeridos por el motor de gas.
Sistema de mezcla
Condiciones de trabajo complejas
1. Fluctuaciones en la concentración de metano a baja concentración
2. Fluctuaciones en el caudal de metano de baja concentración
3. Fluctuaciones de temperatura del metano de baja concentración
4. Fluctuaciones de presión de metano de baja concentración
5. Fluctuaciones de humedad de metano de baja concentración
6. Fluctuaciones en las concentraciones de Vam y metano
Método de investigación
1. Investigación sobre el algoritmo adaptativo de respuesta rápida de redes neuronales para la monitorización y ajuste de parámetros de entrada.
2. Investigación sobre el diseño de licuadoras basado en el principio de amortiguamiento elástico
3. Optimización del cálculo de fluidos CFD de la estructura del mezclador
Salida de respuesta
1. El rango de fluctuación de la concentración de gas después de la mezcla es 1,2% ± 0,1%
2. Fluctuación instantánea de la concentración dentro de 10%
3. Respuesta instantánea en 1 segundo
Blender – Análisis de simulación
Como se puede observar en la figura anterior, la concentración de salida aumenta gradualmente con el tiempo y se estabiliza en 1,21 TP₄₂T a los 3 segundos. El mapa de nubes de la derecha muestra la variación de la concentración de salida con el tiempo.
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