Reusing Low-Concentration Methane Gas

Reusing Low-Concentration Methane & Vam

ค้นพบว่าระบบ RTO ขั้นสูงของเราช่วยให้สามารถนำก๊าซความเข้มข้นต่ำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดการปล่อยมลพิษ และลดต้นทุนได้อย่างไร เพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการของคุณด้วยโซลูชันที่ยั่งยืนและประสิทธิภาพสูงได้แล้ววันนี้

คลิกที่นี่

สถานการณ์ปัจจุบันของการใช้มีเทนความเข้มข้นต่ำ

มีเทนที่มีความเข้มข้นต่ำจะมีปริมาณการปล่อยก๊าซมาก

  • 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.
  • ในปี 2561 จีนได้สกัดก๊าซ 13,000 ล้านลูกบาศก์เมตร โดย 5,300 ล้านลูกบาศก์เมตรที่มีความเข้มข้นมากกว่า 9% ได้ถูกนำไปใช้ โดยมีอัตราการใช้ประโยชน์ 40.7%
  • ในระหว่างกระบวนการทำเหมืองถ่านหิน ก๊าซที่มีความเข้มข้นต่ำประมาณ 60% - 70% จะมีค่าต่ำกว่า 9% โดยมีอัตราการใช้ประโยชน์เพียง 2% เท่านั้น ก๊าซส่วนใหญ่ไม่ได้ถูกนำไปใช้ประโยชน์และถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศโดยตรง ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม
  • 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.
  • ก๊าซเป็นสารไวไฟและระเบิดได้ (5%~15%) (ประเด็นด้านความปลอดภัย)

คุณสมบัติของก๊าซมีเทน: เชื้อเพลิง + ก๊าซเรือนกระจกที่ไม่ใช่ CO2

  • ก๊าซมีเทนเป็นแหล่งเชื้อเพลิงสะอาด
  • 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.
  • การลดการปล่อยก๊าซมีเทนลงอย่างมากจะเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นในการควบคุมภาวะโลกร้อน ต่ำกว่า 1.5 ℃.
  • ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2564 กระทรวงนิเวศวิทยาและคุ้มครองสิ่งแวดล้อมได้ชี้ให้เห็นถึงความจำเป็นในการเสริมสร้างการติดตามตรวจสอบก๊าซเรือนกระจก และค่อยๆ ผนวกรวมเข้ากับการดำเนินงานโดยรวมของระบบการติดตามตรวจสอบสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยา ในระดับแหล่งกำเนิดมลพิษหลัก จะมีโครงการนำร่องเพื่อติดตามตรวจสอบการปล่อยก๊าซมีเทนในอุตสาหกรรมหลักๆ เช่น น้ำมันและก๊าซ การทำเหมืองถ่านหิน เป็นต้น
  • การเริ่มต้นโปรแกรมลดการปล่อยมลพิษโดยสมัครใจที่ได้รับการรับรองระดับชาติ (CCER) กำลังจะเริ่มต้นขึ้นในเร็วๆ นี้ (คำนวณที่ 50 หยวน/ตัน เทียบเท่ากับมูลค่าก๊าซประมาณ 0.75 หยวน/Nm3)
  • การออกซิเดชันและการทำลายก๊าซไอเสียจะเป็นหนึ่งในทิศทางของการลดการปล่อยก๊าซมีเทนในอนาคต

โหมดการนำกลับมาใช้ใหม่ของมีเทนความเข้มข้นต่ำ

โหมดการฟอกและจ่าย

    โหมดทำความร้อน (ทำความเย็น)

      โหมดการผลิตพลังงาน

        โหมดการผลิตไฟฟ้าร่วมออกซิเดชันแบบกักเก็บความร้อน

          ลำดับขั้นตอนและการจัดการความเข้มข้นของก๊าซมีเทนในเหมืองถ่านหิน
          (ยกตัวอย่างประเทศจีนในปี 2020)

          The coalbed methane associated with coal mining is commonly known as “gas”, and its main component is methane (CH4).
          ในปัจจุบันก๊าซทั้งหมดที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า 8% จะถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ ก่อให้เกิดมลพิษเป็นจำนวนมาก
          การใช้ทรัพยากรเหล่านี้ให้เกิดประโยชน์สูงสุดในการให้ความร้อนและผลิตไฟฟ้าสามารถสร้างผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจและลดการปล่อยคาร์บอนได้อย่างมาก

          เทคโนโลยีการใช้ประโยชน์จากการกักเก็บความร้อนและพลังงานออกซิเดชันแบบต่อเนื่อง

          แผนภาพกระบวนการไหล

          การขนส่งและการผสม CH4 และ Vam ที่มีความเข้มข้นต่ำอย่างปลอดภัย

          • การทำงาน:
            ขนส่งก๊าซความเข้มข้นต่ำอย่างปลอดภัยจากปลายทางไอเสียไปยังปลายทางการใช้ก๊าซ และรับรองคุณภาพของก๊าซที่ขนส่ง ปลายทางไอเสียที่เกี่ยวข้องคือสถานีสกัดก๊าซ และปลายทางก๊าซที่เกี่ยวข้องคือระบบผสม
          • การติดตั้ง:
            ท่อสามทางที่เชื่อมต่อโดยตรงกับทางออกไอเสียของสถานีสกัดก๊าซไม่จำเป็นต้องดัดแปลงท่อส่ง

          Main Equipment ① — Electric release valve

          • หลักการและหน้าที่:
            อุปกรณ์ปลดปล่อยไฟฟ้าส่วนใหญ่ใช้เพื่อปลดปล่อยแรงดันในระบบในกรณีฉุกเฉิน ติดตั้งไว้ที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของท่อส่ง และเน้นไปที่การปกป้องสถานีระบายก๊าซเหมืองถ่านหินและระบบผสมมากขึ้น
          • ข้อกำหนดในการติดตั้ง:
            ติดตั้งที่ปลายท่อระบายน้ำของท่อลำเลียงและท่อระบายน้ำเสียของสถานีระบายก๊าซเหมืองถ่านหิน ควรติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันเปลวไฟแบบแห้งที่ปลายด้านหลังของวาล์วระบาย เพื่อให้มั่นใจว่าก๊าซที่ปล่อยออกมาจะไม่ส่งผลกระทบต่อท่อ

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

          • หลักการและหน้าที่:
            อุปกรณ์ปลดปล่อยไฟฟ้าส่วนใหญ่ใช้เพื่อปลดปล่อยแรงดันในระบบในกรณีฉุกเฉิน ติดตั้งไว้ที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของท่อส่ง และเน้นไปที่การปกป้องสถานีระบายก๊าซเหมืองถ่านหินและระบบผสมมากขึ้น
          • ข้อกำหนดในการติดตั้ง:
            ติดตั้งที่ปลายท่อระบายน้ำของท่อลำเลียงและท่อระบายน้ำเสียของสถานีระบายก๊าซเหมืองถ่านหิน ควรติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันเปลวไฟแบบแห้งที่ปลายด้านหลังของวาล์วระบาย เพื่อให้มั่นใจว่าก๊าซที่ปล่อยออกมาจะไม่ส่งผลกระทบต่อท่อ

          1. หัวฉีดอุปกรณ์ป้องกันการระเบิด

          2. ถังเก็บผงอุปกรณ์ระงับการระเบิด

          3. บัฟเฟอร์สารดับเพลิง

          4. เครื่องปั่นไฟแก๊ส

          5. เทอร์มินัล

          6. สายเคเบิล

          7.ตัวควบคุม

          8. เซ็นเซอร์เปลวไฟอัลตราไวโอเลต

          Main Equipment ③ —เครื่องพ่นผงอัตโนมัติและป้องกันการระเบิด

          • หลักการและหน้าที่:
            อุปกรณ์ปลดปล่อยไฟฟ้าส่วนใหญ่ใช้เพื่อปลดปล่อยแรงดันในระบบในกรณีฉุกเฉิน ติดตั้งไว้ที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของท่อส่ง และเน้นไปที่การปกป้องสถานีระบายก๊าซเหมืองถ่านหินและระบบผสมมากขึ้น
          • ข้อกำหนดในการติดตั้ง:
            ติดตั้งที่ปลายท่อระบายน้ำของท่อลำเลียงและท่อระบายน้ำเสียของสถานีระบายก๊าซเหมืองถ่านหิน ควรติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันเปลวไฟแบบแห้งที่ปลายด้านหลังของวาล์วระบาย เพื่อให้มั่นใจว่าก๊าซที่ปล่อยออกมาจะไม่ส่งผลกระทบต่อท่อ

          Main Equipment ④ —Explosion prevention and venting device

          • การใช้เซ็นเซอร์เปลวไฟแบบโฟโตอิเล็กทริก เซ็นเซอร์ควบคุมแรงดัน และการเชื่อมโยงทางไฟฟ้ากลร่วมกันเพื่อควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ป้องกันการระเบิดอัตโนมัติ
          • ใส่ใจกับทิศทางการติดตั้ง

          Main Equipment ⑤ —Dry flame arrester

          • หลักการและหน้าที่:
            อุปกรณ์ป้องกันไฟแบบแห้งใช้หลักการดับเปลวไฟในช่องว่างแคบๆ โดยการดัดและซ้อนทับแผ่นสแตนเลสเพื่อสร้างชั้นดับเปลวไฟที่มีช่องว่างขนาดเล็กมาก เมื่อเกิดเปลวไฟในท่อ อุปกรณ์ป้องกันไฟแบบแห้งจะปิดกั้นเปลวไฟ ทำให้เปลวไฟดับหรือลดความรุนแรงของไฟลง อุปกรณ์ป้องกันไฟแบบแห้งมีบทบาทในการยับยั้งการแพร่กระจายของเปลวไฟ
            มีวาล์วระบายน้ำอยู่ด้านล่าง ซึ่งจำเป็นต้องเปิดเป็นประจำเพื่อป้องกันน้ำสะสมมากเกินไปในแกนหน่วงไฟและส่งผลต่อการใช้งาน
            มีมาตรวัดแรงดันอยู่ทั้งสองด้านของแกนหน่วงไฟด้านบนเพื่อตรวจสอบว่าแกนหน่วงไฟถูกปิดกั้นหรือไม่

          Main Equipment ⑥ —ตัวดักจับเปลวไฟแบบแห้ง

          • หลักการและหน้าที่:
            เครื่องแยกก๊าซ-ของเหลวแบบคอมโพสิตประสิทธิภาพสูงมีฟังก์ชั่นต่างๆ มากมาย เช่น การกำจัดน้ำ การกำจัดฝุ่น และการรักษาเสถียรภาพของความดัน และเป็นอุปกรณ์บำบัดการฟอกก๊าซ
            ใช้เทคโนโลยีการแยกแบบไซโคลน โดยใช้แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางเพื่อแยกก๊าซและของเหลว น้ำที่แยกออกมาจะไหลลงตามผนังกระบอกสูบ ขณะที่ก๊าซจะหมุนวนขึ้นตามผนังกระบอกสูบและเข้าสู่ปลายของก๊าซผ่านกระบวนการฟอกอากาศขั้นที่สองของชั้นแยกด้านบน ทำให้ก๊าซบริสุทธิ์และเป็นไปตามมาตรฐานที่เครื่องยนต์ก๊าซต้องการ

          ระบบผสม

          สภาวะการทำงานที่ซับซ้อน

          1. ความผันผวนของความเข้มข้นของมีเทนที่มีความเข้มข้นต่ำ
          2. ความผันผวนของอัตราการไหลของมีเทนที่มีความเข้มข้นต่ำ
          3. ความผันผวนของอุณหภูมิของมีเทนที่มีความเข้มข้นต่ำ
          4. ความผันผวนของความดันมีเทนที่มีความเข้มข้นต่ำ
          5. ความผันผวนของความชื้นมีเทนที่มีความเข้มข้นต่ำ
          6. ความผันผวนของความเข้มข้นของแวมและมีเทน

          วิธีการวิจัย

          1. การวิจัยเกี่ยวกับอัลกอริทึมการตอบสนองอย่างรวดเร็วแบบปรับตัวของเครือข่ายประสาทสำหรับการตรวจสอบและปรับพารามิเตอร์อินพุต
          2. การวิจัยการออกแบบเครื่องปั่นโดยอาศัยหลักการหน่วงแบบยืดหยุ่น
          3. การเพิ่มประสิทธิภาพการคำนวณของเหลว CFD ของโครงสร้างเครื่องผสม

          ผลลัพธ์การตอบสนอง

          1. ช่วงความผันผวนของความเข้มข้นของก๊าซหลังการผสมคือ 1.2% ± 0.1%
          2. ความผันผวนทันทีของความเข้มข้นภายใน 10%
          3. ตอบสนองทันทีภายใน 1 วินาที

          Blender – Simulation Analysis

          จากภาพด้านบนจะเห็นได้ว่าความเข้มข้นของสารที่ระบายออกจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นตามเวลา และคงที่ที่ 1.2% ในเวลา 3 วินาที แผนที่เมฆทางด้านขวาแสดงการเปลี่ยนแปลงของความเข้มข้นของสารที่ระบายออกตามเวลา