全國首個(gè)低濃度瓦斯蓄熱氧化井筒加熱實(shí)現(xiàn)工業(yè)化

　　4月11日，陽光恰到好處地籠罩陽泉，讓這個(gè)古稱“晉東雄繞”的兵家必爭之地浸潤在寧謐之中，也使這個(gè)礦藏富饒的“煤鐵之鄉(xiāng)”泛出別樣的光澤。

　　記者迎著朝陽，傍著山川，沿著迤邐山路駛向陽煤五礦小南莊風(fēng)井。途經(jīng)一座石橋，一汪碧水讓人眼前一亮——此處正是尚怡水庫水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)，也正是這個(gè)水庫，曾讓陽煤五礦焦思苦慮。

　　解陽煤燃“煤”之急

　　2016年7月1日起，10蒸噸及以下在用蒸汽鍋爐開始執(zhí)行新的《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，小南莊風(fēng)井有3臺(tái)4噸/小時(shí)的燃煤熱風(fēng)爐需進(jìn)行改造。

　　但按照《中華人民共和國水污染防治法》要求，“已建成的排放污染物的建設(shè)項(xiàng)目，由縣級(jí)以上人民政府責(zé)令拆除或者關(guān)閉”。小南莊進(jìn)風(fēng)井使用燃煤熱風(fēng)爐用于冬季井筒加熱，進(jìn)行脫硫除塵改造后，雖可滿足大氣污染物排放要求，但污水及固廢物的排放仍難以滿足尚怡水庫水源地的環(huán)保要求。井筒加熱方式亟需替代，如何是好？

　　同時(shí)，小南莊附近抽采泵站5％-8％的低濃度瓦斯抽采后全部直接排放，未充分回收利用。為此，陽煤集團(tuán)和中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司（以下簡稱“重慶院”）進(jìn)行合作，采用重慶院自主研發(fā)的低濃度瓦斯蓄熱氧化技術(shù)成果，以低濃度瓦斯為原料，通過技術(shù)轉(zhuǎn)化為井筒加熱，并滿足站場建筑物的供暖需求。

　　2016年9月，小南莊“低濃度瓦斯蓄熱氧化井筒加熱”項(xiàng)目開工建設(shè)，四個(gè)月后完工并成功運(yùn)行，今年1月13日至2月27日，系統(tǒng)已連續(xù)安全運(yùn)行1104小時(shí)。作為全國首個(gè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的低濃度瓦斯蓄熱井筒加熱項(xiàng)目，其成功運(yùn)行不僅解了陽煤五礦的燃“煤”之急，也意味著低濃度瓦斯蓄熱氧化利用技術(shù)取得重大進(jìn)展，這個(gè)標(biāo)志性工程為低濃度瓦斯高效利用揭開了新篇章。

　　讓甲烷無處藏身

　　記者在現(xiàn)場看到，在各種精密儀器上，數(shù)字和指針在悄然變化，工作人員對(duì)記者表示，這些儀器不僅是整套裝置的“脈搏”，可實(shí)時(shí)讀取各部位數(shù)據(jù)，也是現(xiàn)場系統(tǒng)的“監(jiān)視器”，一旦超出正常范圍，儀器便會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)。

　　據(jù)重慶院研究員孫東玲介紹，該項(xiàng)目包括多床立式結(jié)構(gòu)蓄熱氧化裝置、可靠均勻的自動(dòng)配氣系統(tǒng)、輸送安全保障系統(tǒng)、熱能分配及利用系統(tǒng)，以及綜合運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)等五項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，保障了裝置的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。相關(guān)技術(shù)經(jīng)過近十年研究，形成了低濃度瓦斯蓄熱氧化成套技術(shù)與裝備，獲得授權(quán)發(fā)明專利10項(xiàng)，實(shí)用新型專利5項(xiàng)。

　　記者進(jìn)一步了解到，該系統(tǒng)以低濃度瓦斯作為燃料，在混配裝置中經(jīng)過智能混配后，再經(jīng)蓄熱氧化裝置氧化產(chǎn)生高溫?zé)煔?，熱能?jīng)處理一部分用來給井筒進(jìn)風(fēng)加熱，另一部分為建筑物供暖。“在整個(gè)供暖期間，最低氣溫在零下13度，而井下溫度均在5度以上，完全取代了燃煤熱風(fēng)爐；供暖出水溫度均在70度以上，完全取代了原來的供暖熱水鍋爐。” 重慶院瓦斯分院副院長陳金華告訴記者。

　　此外，裝置沒有固體廢物和廢水產(chǎn)生，產(chǎn)生的廢氣經(jīng)由原來燃煤風(fēng)爐的排氣筒排出。由于將瓦斯的主要成分甲烷充分熱分解，排出的氣體成分和空氣十分接近，而甲烷的溫室效應(yīng)約是二氧化碳的21倍。因此，在充分利用低濃度瓦斯的同時(shí)，也可減緩溫室效應(yīng)。

　　中煤科工集團(tuán)科技部部長劉見中給記者算了一筆賬：“該系統(tǒng)一個(gè)供暖季可節(jié)約標(biāo)煤3200噸，減排甲烷260萬Nm3，相當(dāng)于減排二氧化碳3.6萬噸，同時(shí)可獲取瓦斯利用補(bǔ)貼100萬元。如果瓦斯碳匯進(jìn)入碳交易市場，還將有100多萬元的年收益。”

　　治理和利用必須高度重視

　　談及該項(xiàng)目，陽煤集團(tuán)總經(jīng)理裴西平表示：“這是一條燃煤設(shè)備清潔改造的新路，采用排空瓦斯提供熱能，一勞永逸地解決了污染排放問題，實(shí)現(xiàn)了低濃度瓦斯的高效利用；是煤礦瓦斯治理利用一體化模式的成功實(shí)施，也是煤炭行業(yè)綠色節(jié)能發(fā)展的一個(gè)標(biāo)志性項(xiàng)目。”

　　“但這只是第一步。”重慶院董事長邵軍進(jìn)一步指出，“瓦斯蓄熱氧化利用可為煤礦提供熱、電、冷、汽等多種產(chǎn)品，以解決用戶井筒加熱、煤泥烘干、生產(chǎn)用電、冷熱電聯(lián)供、生產(chǎn)生活用熱水等多種實(shí)際問題，具有廣闊的應(yīng)用前景。”

　　近年來，區(qū)域性大氣環(huán)境問題日益突出，政策強(qiáng)壓下，10蒸噸及以下的燃煤鍋爐將被淘汰，需尋求新的手段或途徑填補(bǔ)燃煤鍋爐退出形成的市場空白。同時(shí)，我國每年有大量的井下抽采瓦斯直接排空，僅2016年直接排空的抽采瓦斯就有近80億立方米，特別是低濃度瓦斯由于利用途徑有限，成為排空大戶。專家告訴記者，當(dāng)前濃度10%以下瓦斯幾乎全部排空，利用也以實(shí)驗(yàn)為主。此外，瓦斯利用中央財(cái)政補(bǔ)貼從0.2元/方提高到0.3元/方，并有相關(guān)“十三五”規(guī)劃引導(dǎo)，有望提高企業(yè)的投資積極性。

　　毫無疑問，這些都為低濃度瓦斯蓄熱氧化利用創(chuàng)造了發(fā)展機(jī)遇。

　　該項(xiàng)目依托“十一五”和“十二五”期間的國家科技重大專項(xiàng)完成，中國工程院院士袁亮認(rèn)為，這一項(xiàng)目很重要，實(shí)現(xiàn)了煤礦瓦斯治理與利用的一體化發(fā)展，達(dá)到以抽采保安全，以利用促抽采的良性循環(huán)。“瓦斯防治任重道遠(yuǎn)，不管國家政策如何進(jìn)行階段性調(diào)整，必須高度重視治理和利用。”他強(qiáng)調(diào)。（文丨武曉娟）