Reusing Low-Concentration Methane Gas

Reusing Low-Concentration Methane & Vam

Узнайте, как наши передовые системы RTO обеспечивают эффективное повторное использование низкоконцентрированных газов, сокращая выбросы и снижая затраты. Оптимизируйте свои процессы с помощью экологичных и высокопроизводительных решений уже сегодня.

Кликните сюда

Текущая ситуация с утилизацией низкоконцентрированного метана

Метан низкой концентрации имеет большой объем выбросов

  • In 2018, the global coal mine methane leakage was 40 million tons, equivalent to the emission of 1 billion tons of CO2 equivalent greenhouse gases. China’s emissions account for over half of the total global methane emissions from coal mining.
  • В 2018 году в Китае было добыто 13 млрд кубометров газа, из которых утилизировано 5,3 млрд кубометров с концентрацией более 9%, при коэффициенте утилизации 40,7%.
  • В процессе добычи угля около 60%–70% низкоконцентрированного газа имеют концентрацию ниже 9%, а коэффициент утилизации составляет всего 2%. Большая его часть не утилизируется и напрямую выбрасывается в атмосферу, загрязняя окружающую среду.
  • China’s coal mines emit a total of 24 billion cubic meters of methane into the atmosphere every year, accounting for one-third of the total industrial methane exhaust volume and generating 200 million tons of carbon emissions.
  • Газ огнеопасен и взрывоопасен (5%~15%) (вопрос безопасности).

Свойства метана: топливо + парниковые газы, не содержащие CO2

  • Метановый газ — это экологически чистый топливный ресурс.
  • Gas (methane) is a greenhouse gas. The greenhouse effect of methane has a “100 year time frame warming potential GWP” that is 28 times that of carbon dioxide.
  • Глубокое сокращение выбросов метана станет необходимым условием для достижения контроля над глобальным потеплением. ниже 1,5 ℃.
  • В январе 2021 года Министерство экологии и охраны окружающей среды обратило внимание на необходимость усиления мониторинга парниковых газов и его постепенного включения в общую систему мониторинга окружающей среды. На уровне ключевых источников выбросов будут реализованы пилотные проекты по мониторингу выбросов метана в ключевых отраслях промышленности, таких как нефтегазовая, угольная и др.
  • Возобновление Национальной программы добровольного сертифицированного сокращения выбросов (CCER) не за горами. (Рассчитано на уровне 50 юаней/тонна, что эквивалентно стоимости газа приблизительно 0,75 юаня/Нм3).
  • Одним из направлений снижения выбросов метана в будущем станет окисление и деструкция отработавших газов.

Режим повторного использования метана низкой концентрации

Режим очистки и подачи

    Режим обогрева (охлаждения)

      Режим выработки электроэнергии

        Режим когенерации с окислительно-накопительной теплопроводностью

          Каскад и управление концентрацией метана в угольных шахтах
          (На примере Китая в 2020 году)

          The coalbed methane associated with coal mining is commonly known as “gas”, and its main component is methane (CH4).
          В настоящее время весь газ с концентрацией ниже 8% выбрасывается в атмосферу, вызывая большой объем загрязнения.
          Полное использование этих ресурсов для отопления и выработки электроэнергии может принести значительную экономическую выгоду и сократить выбросы углерода.

          Технология каскадного использования тепловой энергии и окисления

          Схема технологического процесса

          Безопасная транспортировка и смешивание низкоконцентрированных CH4 и Vam

          • Функция:
            Безопасная транспортировка газа низкой концентрации от выхлопной трубы до точки потребления газа и обеспечение качества транспортируемого газа; на выхлопной трубе находится станция извлечения газа, а на газовой трубе — система смешивания.
          • Установка:
            Трехходовой трубопровод, напрямую подключенный к выхлопному отверстию газодобывающей станции, не требует модификации трубопровода.

          Main Equipment ① — Electric release valve

          • Принцип и функция:
            Электрическое пусковое устройство в основном используется для аварийного сброса давления в системе, устанавливается в начале и конце транспортирующего трубопровода и в большей степени ориентировано на защиту станций дегазации угольных шахт и систем смешивания.
          • Требования к установке:
            Устанавливается на концевом отводящем патрубке транспортирующего трубопровода и на выходном газоотводящем трубопроводе станции дегазации угольной шахты. На заднем конце выпускного клапана должен быть установлен сухой пламегаситель для предотвращения воздействия высвобождающегося газа на трубопровод;

          Main Equipment ② — Powder automatic powder spraying and explosion suppression device

          • Принцип и функция:
            Электрическое пусковое устройство в основном используется для аварийного сброса давления в системе, устанавливается в начале и конце транспортирующего трубопровода и в большей степени ориентировано на защиту станций дегазации угольных шахт и систем смешивания.
          • Требования к установке:
            Устанавливается на концевом отводящем патрубке транспортирующего трубопровода и на выходном газоотводящем трубопроводе станции дегазации угольной шахты. На заднем конце выпускного клапана должен быть установлен сухой пламегаситель для предотвращения воздействия высвобождающегося газа на трубопровод;

          1. Сопло взрывоподавляющего устройства

          2. взрывоподавляющее устройство, баллон для хранения порошка

          3. буфер огнетушащего вещества

          4. газогенератор

          5. терминал

          6. кабель

          7. контроллер

          8. ультрафиолетовый датчик пламени

          Main Equipment ③ —Устройство автоматического распыления порошка и подавления взрыва

          • Принцип и функция:
            Электрическое пусковое устройство в основном используется для аварийного сброса давления в системе, устанавливается в начале и конце транспортирующего трубопровода и в большей степени ориентировано на защиту станций дегазации угольных шахт и систем смешивания.
          • Требования к установке:
            Устанавливается на концевом отводящем патрубке транспортирующего трубопровода и на выходном газоотводящем трубопроводе станции дегазации угольной шахты. На заднем конце выпускного клапана должен быть установлен сухой пламегаситель для предотвращения воздействия высвобождающегося газа на трубопровод;

          Main Equipment ④ —Explosion prevention and venting device

          • Использование комбинации фотоэлектрических датчиков пламени, датчиков контроля давления и электромеханической связи для управления действием автоматического взрывозащищенного устройства
          • Обратите внимание на направление установки.

          Main Equipment ⑤ —Dry flame arrester

          • Принцип и функция:
            Сухие пламегасители используют принцип гашения пламени в узких щелях путем изгиба и перекрытия пластин из нержавеющей стали, образуя огнегасящий слой с очень малыми зазорами. При возникновении пламени в трубопроводе оно блокируется сухим пламегасителем, что приводит к его тушению или снижению интенсивности пожара. Препятствует распространению пламени.
            Внизу имеется сливной клапан, который необходимо регулярно открывать, чтобы предотвратить чрезмерное скопление воды в огнезащитном сердечнике и не допустить снижения его эффективности.
            На обеих сторонах верхнего огнезащитного сердечника имеются манометры, позволяющие контролировать, не заблокирован ли огнезащитный сердечник.

          Main Equipment ⑥ —Сухой пламегаситель

          • Принцип и функция:
            Высокоэффективный композитный газожидкостный сепаратор выполняет множество функций, таких как осушка, удаление пыли и стабилизация давления, и представляет собой оборудование для очистки газа.
            Применение технологии циклонной сепарации, использующей центробежную силу для разделения газа и жидкости. Отделенная вода стекает вниз по стенке цилиндра, в то время как газ, поднимаясь по спирали вдоль стенки цилиндра, поступает в газовую камеру через вторичный очистной слой верхнего разделительного слоя, обеспечивая очистку газа и соответствие показателям, требуемым газовым двигателем.

          Система смешивания

          Сложные условия труда

          1. Колебания концентрации метана низкой концентрации
          2. Колебания расхода низкоконцентрированного метана
          3. Температурные колебания метана низкой концентрации
          4. Колебания давления метана низкой концентрации
          5. Низкие колебания влажности метана
          6. Колебания концентраций Vam и метана

          Метод исследования

          1. Исследование адаптивного алгоритма быстрого реагирования нейронной сети для мониторинга и настройки входных параметров
          2. Исследование конструкции блендера на основе принципа упругого демпфирования
          3. Оптимизация расчета гидродинамики конструкции смесителя

          Вывод ответа

          1. Диапазон колебаний концентрации газа после смешивания составляет 1,2% ± 0,1%.
          2. Мгновенное изменение концентрации в пределах 10%
          3. Мгновенный ответ в течение 1 секунды

          Blender – Simulation Analysis

          Как видно из рисунка выше, концентрация на выходе постепенно увеличивается со временем и стабилизируется на уровне 1,2% через 3 секунды. Карта облаков справа показывает изменение концентрации на выходе со временем.