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煤礦瓦斯，也稱煤層氣，它的主要成分是甲烷，是全球排放量第二大的溫室氣體，占全球溫室氣體排放20%以上。瓦斯本身無毒，但易燃易爆，是煤礦的主要災害之一。
2023年11月，由生態環境部、外交部、國家發展改革委等11個部門聯合發布了全面且專門針對甲烷排放控制的政策文件《甲烷排放控制行動方案》，旨在鼓勵煤炭企業加大瓦斯抽采利用力度，計劃到今年（2025年）實現煤礦瓦斯年利用量達到60億立方米的目標。
此外，生態環境部于2024年7月發布了關于煤礦低濃度瓦斯利用的方法學征求意見稿，并修訂了煤層氣排放標準，將低濃度甲烷（≤8%）納入碳減排項目（CCER），以促進甲烷的有效管理。通過CCER機制，低濃度瓦斯從“直接排放”轉向“減排創收”，推動煤炭行業向綠色低碳轉型，激發企業參與動力。
根據IPCC提供的增溫潛勢數值表明，同等質量的甲烷造成溫室氣體效應是二氧化碳的20倍以上。所以，要實現碳中和，甲烷減排勢在必行。
我國甲烷排放領域分布
根據2023年《中華人民共和國氣候變化第三次兩年更新報告》，我國的甲烷排放主要來自于化石能源的生產和使用（包括煤礦開采逸散和油氣系統）、農業、廢棄物處理等活動，其中能源領域是最大的甲烷排放源，占排放總量的42%，是現階段的重點控排領域。
不同濃度瓦斯主要處理方式
由此可見，中、高濃度瓦斯已用于民用、工業用氣、壓縮天然氣和發電等。低濃度瓦斯大部分直接排入空氣中，這部分瓦斯的比例占總瓦斯排放的60%以上，缺乏有效的利用方式，造成環境污染以及能源浪費。因此，煤礦低濃度瓦斯的治理和應用，是煤礦企業必須考慮的問題。
煤礦低濃度瓦斯市場的綜合利用前景：
我國在煤礦瓦斯減排方面采取了一系列有力措施，從政策制定到技術創新，全方位推進煤礦瓦斯減排工作。隨著相關技術和政策的不斷完善，我國在全球應對氣候變化的舞臺上將繼續發揮重要作用，為實現低碳目標貢獻力量。
山藍環境煤礦低濃度瓦斯治理技術：
對于濃度低于8%的瓦斯，我公司主要采用蓄熱式催化氧化（RCO）、蓄熱式高溫氧化（RTO）技術進行處理。RCO蓄熱式催化氧化技術成熟，它是通過混摻過程將瓦斯濃度控制在1%~1.2%，再經過RTO設備進行無焰氧化分解。
山藍環境低濃度瓦斯治理-RTO工藝
山藍環境RTO/RCO蓄熱式催化氧化技術是一種高效的低濃度瓦斯處理技術，適用于空氣與濃度8%以下的低濃度瓦斯的混合物。該工藝流程從預留瓦斯管道接口開始，經過一系列的安全設備，然后通過摻混裝置調整瓦斯濃度至適宜范圍，再由主風機送入氧化爐中進行氧化處理，轉化為無害的二氧化碳和水蒸氣，最后產生的余熱可用于發電和供暖。
低濃度瓦斯治理技術路線圖
低濃度瓦斯治理工藝流程圖
低濃度瓦斯治理的工藝流程：
1、通過礦井瓦斯抽采風機和管道，經過一系列的安全設備，低濃度瓦斯（CH?<8%）被抽取上來。
2、通過摻混裝置調整瓦斯濃度至適宜范圍：摻混系統通常采用兩級設置，混合裝置安裝濃度傳感器，根據甲烷的體積分數控制低濃度瓦斯輸送總管線上的閥門控制單元，經第一級瓦斯摻混系統控制混合后甲烷的體積分數為2.5%，再經第二級瓦斯摻混系統控制混合后甲烷的體積分數<1.2%，通常控制在0.9%~1.0%。出現濃度異常時需執行瓦斯氣緊急切斷操作。
3、RTO無焰氧化系統：在高溫（800~1000℃）條件下，甲烷與氧氣發生無焰氧化反，同時釋放出大量熱量，熱量一部分用于RTO自身能源需求，另一部分富余熱量可進行利用，產生經濟效益。
4、富余熱量利用系統：富余熱量以950℃高溫氣體的形式排放至余熱利用系統，可用來產生蒸汽、熱水、熱風等形式進行再利用；富余熱量足夠多時還可以用來發電。
氣體摻混系統：
氣體摻混系統
氣體摻混系統流程圖
瓦斯混配系統主要由離心補新風風機、混配器、安全監控系統等組成。
摻混系統采用兩級設置，在混合裝置后安裝濃度傳感器，根據甲烷的體積分數控制低濃度瓦斯輸送總管線上的閥門控制單元，經第一級瓦斯摻混系統控制混合后甲烷的體積分數為2.5%，再經第二級瓦斯摻混系統控制混合后甲烷的體積分數<1.2%（0.9-1.1%）。
控制系統通過前饋控制和負反饋控制相結合，實現了濃度調控的超前預判及混配后濃度及時反饋，從而保障了混配后瓦斯濃度的穩定性和準確性。
為了預防混配過程出現意外，從安全方面還設計了濃度超限緊急處理系統。緊急處理控制優先于濃度調控控制， 實時在線監控混配系統的運行安全，其采用獨立的濃度傳感器、控制系統及終端執行機構。
余熱利用方式：
瓦斯無焰氧化后產生的900℃以上高溫氣體的余熱利用是提升能源效率和降低碳排放的重要環節：
高溫段（900℃以上）：優先發電或驅動燃氣輪機，需要有大量的富余熱量。
中溫段（300~800℃）：用于蒸汽生產、工業干燥等。
低溫段（＜300℃）：供熱、制冷或預熱助燃空氣，提升無焰氧化系統效率。
1、蒸汽發電
適用于余熱穩定、規模較大的場景。通過余熱鍋爐將高溫氣體熱量轉化為蒸汽，驅動汽輪發電機發電，可為礦區或周邊區域供電。
2、礦區供暖
利用余熱加熱熱水或空氣，為礦區建筑、井口防凍、洗浴熱水等提供熱源，替代燃煤鍋爐，減少碳排放。
3、工業流程應用
煤泥干燥：高溫氣體直接或間接用于煤礦煤泥等副產品的干燥處理，降低水分含量，提升燃燒效率或資源化利用價值。
瓦斯提純預處理：利用余熱為低濃度瓦斯提純（如變壓吸附、膜分離）提供熱能，降低提純能耗。
山藍環境低濃度瓦斯治理裝置的優勢和特點：
1、反應速度快；
2、氧化效率高，達99%以上；
3、技術成熟，安全系數高；
4、設計靈活，可為客戶量身定制；
5、產生的經濟效益高，余熱回收利用，可供發電、供暖等。
