难度较大。目前，世界上几乎所有煤矿的风 排瓦斯都未进行回收处理，直接排放到大气中。将甲烷直接排放到大 气中，方面造成了有限的不可再生资源的严重浪费，仅每年从煤矿 风排瓦斯中释放的瓦斯其低位发热量相当于万吨标准煤的低位发 热量另方面造成了大气污染，加剧了温室效应，单位质量的对 大气温室效应影响是的倍。因 此，合理回收利用乏风中瓦斯具有节能和环保双重意义。 二低浓度瓦斯利用技术与项目开发 清洁发展机制，简称，是京 都议定书中引入的三个灵活履约机制之。年月日京都 议定书正式生效后，根据共同但有区别的责任原则，京都议定书 只给工业化国家制定了减排任务，但没有对发展中国家作这个要求。 发达国家通过在发展中国家实施具有温室气体减排效果的项目，把项目所产生的温室气体减少的排放量作为履行京都议定书所规定的部 分义务。个年交易值高达亿美元左右的国际温室气体贸易市场 已经启动。 年月，晋城煤业集团万千瓦煤层气电厂项目所产生的 经核证的温过陶瓷床中部的高温区时甲烷迅速氧化，通过 热交换，氧化能量被传递到陶瓷床材料周围。热交换的效率很高，在 个平衡系统中，入口处和出口处气体的温差只有大约摄氏度。在 气体和热交换介质固体床之间发生生热交换时，矿井乏风以个方向 流入和通过反应器，气体温度不断提高，直至甲烷氧化。然后，氧化 的热产品随着继续向床的另边移动而逐渐降热，直至气体流动自动发生反转。 在甲烷自动点火温度摄氏度工作时，催化反应器能大量 降低自动点火温度。采用热交换技术的这两种反应器均产生热量，可 用来满足当地的采暖需要，或用来发电。 氧化过程只在陶瓷床内部发生，没有火焰，温度的水平分布非常 均匀。因为温度变化不大，不产生瞬间高温，所以不会产生氮氧化物。 工作原理 矿井乏气无甲烷通风乏气 完全氧化 向下流动 向上流动 工作过程 气体排风瓦斯乏气与固体热交换介质在反应区进行热交换， 气体受热达到瓦斯燃烧所需温度，发生氧化反应燃烧，放出热量。 个循环包括两次风流转向，所以，每次转向称为半循环。在第 个半循环中，阀打开，阀关闭，风流从反应器底部流向顶部。经过 段时间主要由反应生成的热量确定，阀打开，阀关闭，风流从 顶部流向底部，完成另半循环图二。开始运行时，电热元件对热 交换介质进行预热，使之达到反应所需温度约。在第个半 热热量量发发生生装装置置 蒸蒸汽汽 蒸蒸汽汽 水水 过过热热蒸蒸汽汽 经验结果超过浓度甲烷气体乏气即能被转换 浓度甲烷乏气,被转换为甲烷浓度含量气体 浓度甲烷乏气,含量被转换循环中，回风流以常温通过反应器，由于热交换介质层中心温度达到 引燃瓦斯所需温度，发生氧化反应。 构成 乏气安全氧化发生器由个钢制容器组成，内部是陶瓷床，加热元 件位于陶瓷床中央。由于采用的是箱式标准化设计，所以很容易扩容 搬迁到其他风井重新安装也很容易，可以根据矿井的生产需要而移动。 热流转换反应器简图 甲烷气体氧化触媒反应过程图二 接触反应堆示意图双层触媒 热热交交换换 阀门 阀门 阀门 阀门 空气甲烷 热热交交换换介介质质 热热交交换换介介质质 催催化化剂剂 催催化化剂剂 空气二氧化碳 水热量 燃烧房阀门打开 如果甲烷浓度低到，仍然可以运转而不需要补充额外的能 量。如果甲烷浓度高于，就可以从系统中回收热量并产生诸如热 水过热蒸气等，然后利用蒸气来推动汽轮机发电。该系统氧化甲烷 的效率高达，最终将甲烷转化为二氧化碳和水。 无无明明火火发发生生器器 无明火交换器内完全氧化 氧化发生陶瓷内胆加热器 发热效率低浓度持续自燃甲烷气体浓度 项目背景 中国埋深在米以内的煤层中含煤层气资源量达 万亿立方米，是世界上第三大煤层气储量国，煤层气开发前景非常 可观。然而，年全国井下开发煤层气约亿立方米，国有 高瓦斯突出矿井平均煤层气的开发率仅为左右。年以来， 国家出台了系列加快煤层气抽采利用的政策和意见，充分体现了国 家对煤矿瓦斯综合利用的高度重视及指导方向。 从世界范围看，煤矿瓦斯利用主要集中在民用发电工业燃料 及化工原料等方面。煤矿瓦斯利用最合理的方式就是发电，而瓦斯发 电是利用目前成熟的内燃机技术，仅对内燃机的进气系统和燃料供给 系统加以改造，技术较为可靠。投资少，见效快，般年内可收 回全部投资。在发电基础上实现冷热电三联供，改善煤矿职 工和当地居民生产生活条件，节能减排，保持可持续发展实现优 化产业结构安全环保生产。 煤矿通风排出的煤矿瓦斯，含量般低于，称之为风排瓦斯俗称乏风。全世界因煤矿开采每年排入大气中的甲烷总量为 万吨，随着煤炭产量的增加，预计到年甲烷排放量将增至 万吨，其中来自甲烷浓度低于的风排瓦斯中。这部分煤矿瓦斯由 于浓度太低，利用技术难度较大。目前，世界上几乎所有煤矿的风 排瓦斯都未进行回收处理，直接排放到大气中。将甲烷直接排放到大 气中，方面造成了有限的不可再生资源的严重浪费，仅每年从煤矿 风排瓦斯中释放的瓦斯其低位发热量相当于万吨标准煤的低位发 热量另方面造成了大气污染，加剧了温室效应，单位质量的对 大气温室效应影响是的倍。因 此，合理回收利用乏风中瓦斯具有节能和环保双重意义。 二低浓度瓦斯利用技术与项目开发 清洁发展机制，简称，是京 都议定书中引入的三个灵活履约机制之。年月日京都 议定书正式生效后，根据共同但有区别的责任原则，京都议定书 只给工业化国家制定了减排任务，但没有对发展中国家作这个要求。 发达国家通过在发展中国家实施具有温室气体减排效果的项目，把项目所产生的温室气体减少的排放量作为履行京都议定书所规定的部 分义务。个年交易值高达亿美元左右的国际温室气体贸易市场 已经启动。 年月，晋城煤业集团万千瓦煤层气电厂项目所产生的 经核证的温室气体减排量被世行托管的碳化基金收购，价值达 万美元。这是我国执行京都议定书第个环保减排购买协议 指标项目。积极参与项目的运作，也将给本项目带来非常可观的 收益。 中国政府已确定三个清洁发展机制优先领域，其中之是鼓励在 煤矿瓦斯项目中应用环境机制，以减少中国煤矿甲烷排放。 从技术成熟度适用性产品需求以及经济性考虑，低浓度瓦斯 发电技术将是