Reusing Low-Concentration Methane Gas

Reusing Low-Concentration Methane & Vam

Khám phá cách hệ thống RTO tiên tiến của chúng tôi cho phép tái sử dụng hiệu quả các loại khí có nồng độ thấp, giảm phát thải và chi phí. Tối ưu hóa quy trình của bạn với các giải pháp bền vững, hiệu suất cao ngay hôm nay.

Nhấp vào đây

Tình hình sử dụng khí mê-tan nồng độ thấp hiện nay

Khí mê-tan có nồng độ thấp có thể tích phát thải lớn

  • 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.
  • Năm 2018, Trung Quốc khai thác được 13 tỷ mét khối khí, trong đó có 5,3 tỷ mét khối có nồng độ lớn hơn 9% được sử dụng, với tỷ lệ sử dụng là 40,7%.
  • Trong quá trình khai thác than, lượng khí có nồng độ thấp khoảng 60% - 70%, dưới 9%, tỷ lệ sử dụng chỉ đạt 2%. Phần lớn không được sử dụng mà thải trực tiếp ra môi trường, gây ô nhiễm môi trường.
  • 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.
  • Khí dễ cháy và nổ (5%~15%) (vấn đề an toàn).

Tính chất của khí mê-tan: nhiên liệu + khí nhà kính không phải CO2

  • Khí mê-tan là nguồn nhiên liệu sạch.
  • 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.
  • Giảm mạnh lượng khí thải mê-tan sẽ là điều kiện cần thiết để đạt được mục tiêu kiểm soát hiện tượng nóng lên toàn cầu dưới 1,5 ℃.
  • Vào tháng 1 năm 2021, Bộ Sinh thái và Bảo vệ Môi trường đã chỉ ra sự cần thiết phải tăng cường giám sát khí nhà kính và dần đưa vào triển khai tổng thể hệ thống giám sát môi trường sinh thái. Ở cấp độ các nguồn phát thải chính, các dự án thí điểm sẽ được triển khai để giám sát phát thải khí mê-tan trong các ngành công nghiệp trọng điểm như dầu khí, khai thác than, v.v.
  • Việc khởi động lại chương trình Giảm phát thải tự nguyện được chứng nhận quốc gia (CCER) sắp diễn ra. (Tính theo giá 50 nhân dân tệ/tấn, tương đương với giá trị khí đốt khoảng 0,75 nhân dân tệ/Nm3).
  • Quá trình oxy hóa và phá hủy khí thải sẽ trở thành một trong những hướng đi nhằm giảm phát thải khí mê-tan trong tương lai.

Chế độ tái sử dụng khí mê-tan nồng độ thấp

Chế độ thanh lọc và cung cấp

    Chế độ sưởi ấm (làm mát)

      Chế độ phát điện

        Chế độ đồng phát oxy hóa lưu trữ nhiệt

          Quản lý và khai thác nồng độ mêtan trong các mỏ than
          (Lấy Trung Quốc làm ví dụ năm 2020)

          The coalbed methane associated with coal mining is commonly known as “gas”, and its main component is methane (CH4).
          Hiện nay, tất cả các loại khí có nồng độ dưới 8% đều được thải vào khí quyển, gây ra lượng ô nhiễm lớn.
          Việc sử dụng đầy đủ các nguồn tài nguyên này để sưởi ấm và phát điện có thể mang lại lợi ích kinh tế và giảm thiểu carbon đáng kể.

          Công nghệ sử dụng năng lượng theo tầng oxy hóa và lưu trữ nhiệt

          Sơ đồ quy trình

          Vận chuyển và pha trộn an toàn CH4 và Vam nồng độ thấp

          • Chức năng:
            Vận chuyển an toàn khí có nồng độ thấp từ đầu xả đến đầu tiêu thụ khí, đảm bảo chất lượng khí được vận chuyển; Đầu xả liên quan là trạm chiết khí, đầu khí liên quan là hệ thống pha trộn.
          • Cài đặt:
            Đường ống ba chiều được kết nối trực tiếp với cửa xả của trạm hút khí không cần phải sửa đổi đường ống.

          Main Equipment ① — Electric release valve

          • Nguyên lý và chức năng:
            Thiết bị xả điện chủ yếu được sử dụng để xả áp suất hệ thống khẩn cấp, được lắp đặt ở đầu và cuối đường ống vận chuyển, tập trung nhiều hơn vào việc bảo vệ các trạm thoát khí mỏ than và hệ thống pha trộn.
          • Yêu cầu cài đặt:
            Lắp đặt trên đường ống xả cuối của đường ống vận chuyển và đường ống xả đầu ra của trạm thoát khí mỏ than. Nên lắp đặt bộ chống cháy khô ở đầu sau của van xả để đảm bảo khí xả không ảnh hưởng đến đường ống;

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

          • Nguyên lý và chức năng:
            Thiết bị xả điện chủ yếu được sử dụng để xả áp suất hệ thống khẩn cấp, được lắp đặt ở đầu và cuối đường ống vận chuyển, tập trung nhiều hơn vào việc bảo vệ các trạm thoát khí mỏ than và hệ thống pha trộn.
          • Yêu cầu cài đặt:
            Lắp đặt trên đường ống xả cuối của đường ống vận chuyển và đường ống xả đầu ra của trạm thoát khí mỏ than. Nên lắp đặt bộ chống cháy khô ở đầu sau của van xả để đảm bảo khí xả không ảnh hưởng đến đường ống;

          1. Vòi phun thiết bị dập cháy nổ

          2. Bình chứa bột chữa cháy nổ

          3. đệm chất chữa cháy

          4. máy phát điện chạy bằng khí

          5. thiết bị đầu cuối

          6. cáp

          7. bộ điều khiển

          8. Cảm biến ngọn lửa tia cực tím

          Main Equipment ③ —Thiết bị phun bột tự động và dập cháy nổ

          • Nguyên lý và chức năng:
            Thiết bị xả điện chủ yếu được sử dụng để xả áp suất hệ thống khẩn cấp, được lắp đặt ở đầu và cuối đường ống vận chuyển, tập trung nhiều hơn vào việc bảo vệ các trạm thoát khí mỏ than và hệ thống pha trộn.
          • Yêu cầu cài đặt:
            Lắp đặt trên đường ống xả cuối của đường ống vận chuyển và đường ống xả đầu ra của trạm thoát khí mỏ than. Nên lắp đặt bộ chống cháy khô ở đầu sau của van xả để đảm bảo khí xả không ảnh hưởng đến đường ống;

          Main Equipment ④ —Explosion prevention and venting device

          • Áp dụng sự kết hợp của cảm biến ngọn lửa quang điện, cảm biến điều khiển áp suất và liên kết cơ điện để điều khiển hoạt động của thiết bị chống nổ tự động
          • Chú ý đến hướng lắp đặt

          Main Equipment ⑤ —Dry flame arrester

          • Nguyên lý và chức năng:
            Thiết bị chống cháy khô sử dụng nguyên lý dập tắt ngọn lửa trong các khe hẹp bằng cách uốn cong và chồng lên nhau các tấm thép không gỉ để tạo thành lớp dập lửa với các khe hở rất nhỏ. Khi ngọn lửa phát sinh trong đường ống, thiết bị chống cháy khô sẽ chặn ngọn lửa, làm cho ngọn lửa dập tắt hoặc giảm cường độ của đám cháy, đồng thời đóng vai trò cản trở sự lan truyền của ngọn lửa.
            Phía dưới có van xả nước, cần mở thường xuyên để tránh tình trạng nước tích tụ quá nhiều trong lõi chống cháy, ảnh hưởng đến quá trình sử dụng.
            Có đồng hồ đo áp suất ở cả hai bên lõi chống cháy phía trên để theo dõi xem lõi chống cháy có bị chặn hay không.

          Main Equipment ⑥ —Bộ chống cháy khô

          • Nguyên lý và chức năng:
            Máy tách khí-lỏng tổng hợp hiệu suất cao có nhiều chức năng như khử nước, loại bỏ bụi và ổn định áp suất, đồng thời là thiết bị xử lý làm sạch khí.
            Áp dụng công nghệ tách lốc xoáy, sử dụng lực ly tâm để tách khí-lỏng. Nước tách ra chảy xuống dọc theo thành xi lanh, trong khi khí xoắn ốc đi lên dọc theo thành xi lanh và đi vào đầu khí thông qua hiệu ứng lọc thứ cấp của lớp tách trên cùng, đạt được độ tinh khiết của khí và đáp ứng các chỉ số khí cần thiết của động cơ khí.

          Hệ thống trộn

          Điều kiện làm việc phức tạp

          1. Biến động nồng độ mêtan ở nồng độ thấp
          2. Biến động lưu lượng khí mê-tan nồng độ thấp
          3. Biến động nhiệt độ của khí mêtan nồng độ thấp
          4. Biến động áp suất mêtan nồng độ thấp
          5. Biến động độ ẩm của khí mê-tan nồng độ thấp
          6. Biến động nồng độ Vam và Methane

          Phương pháp nghiên cứu

          1. Nghiên cứu thuật toán đáp ứng nhanh thích ứng của mạng nơ-ron nhân tạo để giám sát và điều chỉnh tham số đầu vào
          2. Nghiên cứu thiết kế máy trộn dựa trên nguyên lý giảm chấn đàn hồi
          3. Tối ưu hóa tính toán lưu chất CFD của kết cấu máy trộn

          Đầu ra phản hồi

          1. Biên độ dao động nồng độ khí sau khi trộn là 1,2% ± 0,1%
          2. Sự dao động tức thời của nồng độ trong phạm vi 10%
          3. Phản hồi tức thì trong vòng 1 giây

          Blender – Simulation Analysis

          Như có thể thấy từ hình trên, nồng độ đầu ra tăng dần theo thời gian và ổn định ở mức 1,2% sau 3 giây. Bản đồ đám mây bên phải thể hiện sự thay đổi nồng độ đầu ra theo thời gian.