Reutilizarea metanului și a vaporilor cu concentrație scăzută

Situația actuală a utilizării metanului cu concentrație scăzută

Metanul cu concentrație scăzută are un volum mare de emisie

• În 2018, scurgerile globale de metan provenit din minele de cărbune au fost de 40 de milioane de tone, echivalentul emisiilor a 1 miliard de tone de gaze cu efect de seră echivalent CO2. Emisiile Chinei reprezintă peste jumătate din totalul emisiilor globale de metan provenite din mineritul cărbunelui.
• În 2018, China a extras 13 miliarde de metri cubi de gaze, din care au fost utilizați 5,3 miliarde de metri cubi cu o concentrație mai mare de 9%, cu o rată de utilizare de 40,7%.
• În timpul procesului de extracție a cărbunelui, aproximativ 60%-70% din gazul cu concentrație scăzută este sub 9%, cu o rată de utilizare de doar 2%. Cea mai mare parte nu este utilizată și este deversată direct în atmosferă, poluând mediul.
• Minele de cărbune din China emit în atmosferă un total de 24 de miliarde de metri cubi de metan în fiecare an, reprezentând o treime din volumul total de gaze de eșapament industriale și generând 200 de milioane de tone de emisii de carbon.
• Gazul este inflamabil și exploziv (5%~15%) (problemă de siguranță).

Proprietățile gazului metan: combustibil + gaze cu efect de seră fără CO2

• Gazul metan este o resursă de combustibil curată.
• Gazul (metanul) este un gaz cu efect de seră. Efectul de seră al metanului are un „potențial de încălzire GWP pe o perioadă de 100 de ani” de 28 de ori mai mare decât cel al dioxidului de carbon.
• Reducerea drastică a emisiilor de metan va fi o condiție necesară pentru atingerea controlului încălzirii globale sub 1,5 ℃.
• În ianuarie 2021, Ministerul Ecologiei și Protecției Mediului a subliniat necesitatea consolidării monitorizării gazelor cu efect de seră și a integrării treptate a acesteia în implementarea generală a sistemului de monitorizare a mediului ecologic. La nivelul surselor punctuale cheie de emisie, vor fi realizate proiecte pilot pentru monitorizarea emisiilor de metan în industrii cheie, cum ar fi petrolul și gazele, mineritul cărbunelui etc.
• Reluarea programului național de reducere voluntară certificată a emisiilor (CCER) este iminentă. (Calculat la 50 de yuani/tonă, echivalentul unei valori a gazelor de aproximativ 0,75 yuani/Nm3).
• Oxidarea și distrugerea gazelor de eșapament va deveni una dintre direcțiile de reducere a emisiilor de metan în viitor.

Mod de reutilizare a metanului cu concentrație scăzută

Cascadă și gestionarea concentrației de metan în minele de cărbune
(Luând China ca exemplu în 2020)

Stocare termică și tehnologie de utilizare în cascadă a energiei de oxidare

Diagrama fluxului procesului

Transportul și amestecarea în siguranță a CH4 și Vam cu concentrație scăzută

• Funcţie:
  Transportați în siguranță gazele cu concentrație scăzută de la capătul de evacuare la capătul de consum și asigurați calitatea gazelor transportate; Capătul de evacuare implicat este o stație de extracție a gazelor, iar capătul de gaz implicat este un sistem de amestecare.
  
• Instalare:
  Conducta cu trei căi conectată direct la orificiul de evacuare al stației de extracție a gazelor nu necesită modificarea conductei.

 Echipament principal ① — ​​Supapă electrică de eliberare

• Principiu și funcție:
  Dispozitivul de declanșare electrică este utilizat în principal pentru a realiza eliberarea de urgență a presiunii sistemului, fiind instalat la începutul și sfârșitul conductei de transport și se concentrează mai mult pe protecția stațiilor de drenaj al gazelor din mine de cărbune și a sistemelor de amestecare.
• Cerințe de instalare:
  Se instalează la capătul conductei de evacuare a conductei de transport și la conducta de evacuare a stației de drenaj a gazelor din mina de cărbune. La capătul din spate al supapei de eliberare trebuie instalat un dispozitiv de oprire a flăcării uscate pentru a se asigura că gazul eliberat nu afectează conducta;

 Echipament principal ② — Dispozitiv automat de pulverizare a pulberii și de suprimare a exploziilor

• Principiu și funcție:
  Dispozitivul de declanșare electrică este utilizat în principal pentru a realiza eliberarea de urgență a presiunii sistemului, fiind instalat la începutul și sfârșitul conductei de transport și se concentrează mai mult pe protecția stațiilor de drenaj al gazelor din mine de cărbune și a sistemelor de amestecare.
• Cerințe de instalare:
  Se instalează la capătul conductei de evacuare a conductei de transport și la conducta de evacuare a stației de drenaj a gazelor din mina de cărbune. La capătul din spate al supapei de eliberare trebuie instalat un dispozitiv de oprire a flăcării uscate pentru a se asigura că gazul eliberat nu afectează conducta;

 Echipament principal ③ —Dispozitiv automat de pulverizare a pulberii și de suprimare a exploziilor

• Principiu și funcție:
  Dispozitivul de declanșare electrică este utilizat în principal pentru a realiza eliberarea de urgență a presiunii sistemului, fiind instalat la începutul și sfârșitul conductei de transport și se concentrează mai mult pe protecția stațiilor de drenaj al gazelor din mine de cărbune și a sistemelor de amestecare.
• Cerințe de instalare:
  Se instalează la capătul conductei de evacuare a conductei de transport și la conducta de evacuare a stației de drenaj a gazelor din mina de cărbune. La capătul din spate al supapei de eliberare trebuie instalat un dispozitiv de oprire a flăcării uscate pentru a se asigura că gazul eliberat nu afectează conducta;

 Echipament principal ⑥ —Opritor de flacără uscat

• Principiu și funcție:
  Separatorul compozit gaz-lichid de înaltă eficiență are funcții multiple, cum ar fi deshidratarea, îndepărtarea prafului și stabilizarea presiunii și este un echipament de tratare pentru purificarea gazelor.
  Se adoptă tehnologia de separare ciclonică, utilizând forța centrifugă pentru separarea gaz-lichid. Apa separată curge în jos de-a lungul peretelui cilindrului, în timp ce gazul urcă în spirală de-a lungul peretelui cilindrului și intră în capătul de gaz prin efectul de purificare secundară al stratului superior de separare, realizând purificarea gazului și îndeplinind indicatorii de gaz necesari motorului pe benzină.

Sistem de amestecare

Blender – Analiză de simulare