低濃度メタンと揮発分を再利用

低濃度メタン利用の現状

低濃度メタンは排出量が多い

• 2018年、世界の炭鉱からのメタン漏洩量は4,000万トンに達し、これは二酸化炭素換算で10億トンの温室効果ガス排出量に相当します。中国の排出量は、世界の炭鉱からのメタン排出量の半分以上を占めています。
• 2018年に中国は130億立方メートルのガスを採掘し、そのうち9%を超える濃度の53億立方メートルが利用され、利用率は40.7%でした。
• 石炭採掘過程において、約60%～70%の低濃度ガスが9%未満となり、利用率はわずか2%です。そのほとんどは利用されず、直接排出され、大気中に漏洩し、環境を汚染しています。
• 中国の炭鉱は毎年合計240億立方メートルのメタンを大気中に排出しており、これは産業メタン総排出量の3分の1を占め、2億トンの炭素排出量を生み出している。
• ガスは可燃性、爆発性があります（5%～15%）（安全上の問題）。

メタンガスの特性：燃料+非CO2温室効果ガス

• メタンガスはクリーンな燃料資源です。
• ガス（メタン）は温室効果ガスです。メタンの温室効果は「100年間の温暖化係数GWP」で、二酸化炭素の28倍に相当します。
• メタン排出量の大幅削減は地球温暖化抑制の必要条件となる 1.5℃以下.
• 2021年1月、生態環境保護部は温室効果ガスのモニタリングを強化し、生態環境モニタリングシステムの全体的実施に段階的に組み込む必要があると指摘した。主要な排出源レベルでは、石油・ガス、石炭鉱業などの主要産業におけるメタン排出量のモニタリングを試行する。
• 国家認証自主排出削減（CCER）プログラムの再開が間近に迫っています。（50元/トンで計算、ガス価額で約0.75元/Nm3に相当）。
• 排気ガスの酸化・破壊は、将来的にはメタン排出削減の方向性の一つとなるでしょう。

低濃度メタンの再利用モード

炭鉱におけるメタン濃度のカスケードと管理
（2020年の中国を例に挙げて）

蓄熱・酸化エネルギーカスケード利用技術

プロセスフロー図

低濃度CH4とVamの安全な輸送と混合

• 関数：
  低濃度ガスを排気端からガス消費端まで安全に輸送し、輸送ガスの品質を確保します。排気端はガス抽出ステーションであり、ガス端は混合システムです。
  
• インストール:
  ガス抽出ステーションの排気口に直接接続された三方パイプでは、パイプラインの改造は必要ありません。

 主要機器 ① — 電動リリースバルブ

• 原理と機能：
  電気式リリース装置は、主にシステム圧力の緊急リリースを実現するために使用され、輸送パイプラインの始端と終端に設置され、炭鉱ガス排出ステーションと混合システムの保護に重点を置いています。
• インストール要件:
  輸送パイプラインの末端排出管および炭鉱ガス排出所の出口排気管に設置します。放出弁の後端には、放出ガスがパイプラインに影響を与えないように、乾式火炎防止装置を設置する必要があります。

 主要設備② 粉末自動散布・消火装置

• 原理と機能：
  電気式リリース装置は、主にシステム圧力の緊急リリースを実現するために使用され、輸送パイプラインの始端と終端に設置され、炭鉱ガス排出ステーションと混合システムの保護に重点を置いています。
• インストール要件:
  輸送パイプラインの末端排出管および炭鉱ガス排出所の出口排気管に設置します。放出弁の後端には、放出ガスがパイプラインに影響を与えないように、乾式火炎防止装置を設置する必要があります。

 主要装備③ —粉末自動散布および爆発抑制装置

• 原理と機能：
  電気式リリース装置は、主にシステム圧力の緊急リリースを実現するために使用され、輸送パイプラインの始端と終端に設置され、炭鉱ガス排出ステーションと混合システムの保護に重点を置いています。
• インストール要件:
  輸送パイプラインの末端排出管および炭鉱ガス排出所の出口排気管に設置します。放出弁の後端には、放出ガスがパイプラインに影響を与えないように、乾式火炎防止装置を設置する必要があります。

 主な装備 ⑥ —乾式火炎防止装置

• 原理と機能：
  高効率複合気液分離器は、脱水、除塵、圧力安定化などの多機能を有し、ガス精製処理装置です。
  サイクロン分離技術を採用し、遠心力を利用して気液分離を行います。分離された水はシリンダー壁に沿って流下し、ガスはシリンダー壁に沿って螺旋状に上昇し、上部分離層の二次浄化効果によってガスエンドに流入します。これにより、ガスの浄化が達成され、ガスエンジンに要求されるガス指標を満たします。

混合システム

Blender – シミュレーション分析