[00013203]風排瓦斯催化氧化技術

　　"乏風"又稱"煤礦風排瓦斯"，指甲烷濃度低于0．75%的煤礦瓦斯。據有關部門統計，中國每年由乏風排入大氣的甲烷相當于西氣東輸1年的輸氣量，產生的溫室氣體效應約為2億噸二氧化碳當量。風排瓦斯雖然濃度極低，但總量特別巨大，所含的甲烷約占我國煤礦瓦斯甲烷總量的81%，1年的排放量在150億立方米以上。"乏風"的利用曾是世界性難題。由于濃度低，利用技術難度大，這些甲烷長期以來只能被全部排到大氣中，造成巨大的溫室氣體污染。隨著國際社會應對氣候變化步伐的加快，以及中國節能減排力度的不斷加大，乏風的利用處理技術正在得到越來越廣泛的應用。

　　北京化工大學經過技術研發和現場試驗工作，開發出了風排瓦斯催化氧化技術，可以將煤礦目前直接排放的風排瓦斯進行資源化利用。在反應器中，將風排瓦斯中的甲烷在450℃下進行催化氧化，形成二氧化碳和水，形成500℃左右的高溫煙氣。既減少向大氣排放溫室氣體（甲烷），又能把這些甲烷作為低熱值燃料使利用，進行發電和供熱。在與華晉焦煤有限責任公司合作研發的6個月工業試驗后數據表明該裝置對風排瓦斯的甲烷濃度變化和流量波動有較好的適應性。裝置具有完整的數據采集和自動控制系統，符合相關的工業裝置設計和運行標準，具備大規模推廣和產業化條件。

　　本技術采用催化氧化方法，在國內外還沒見到工業規模應用的報道，國內多家科研機構僅開發出了小試裝置。由于維持反應器持續運行所需的熱量較少，催化氧化技術比熱氧化技術的熱量利用率高20%，能夠自熱運行的最低甲烷濃度為0.15%，而熱氧化技術通常在0.25%。

　　每年全國煤礦經由乏風和低濃瓦斯排放的甲烷近300億m3（相當于全國每年天然氣消耗量為1600億m3的20%），占每年煤層氣可用資源的70%以上。這些甲烷每年可以發電900億度，相當于900萬千瓦的火電廠。發電后的低壓蒸汽和熱水提供的余熱總量為18000MW。解決煤礦生產的用電、用熱，替代燃煤鍋爐和用電空調，還可以向2億m2居民區冬季供暖，夏季提供中央空調。每年包括發電、減少燃煤、空調、供暖等方面的總經濟效益在700億元以上。

　　用瓦斯替代火力發電，年減少標準煤2700萬噸，減排二氧化碳0.7億噸，二氧化硫43萬噸，NOx20萬噸，PM10及PM2.5等顆粒物54萬噸。余熱利用替代燃煤，減少3600萬噸標準煤，減排二氧化碳1億噸，二氧化硫50萬噸，NOx32萬噸，PM10及PM2.5等顆粒物72萬噸?？偟沫h保效益為減少標準煤6300萬噸，減排二氧化碳5.5億噸，二氧化硫93萬噸，NOx52萬噸，PM10及PM2.5等顆粒物126萬噸。

　　本技術已經過工業試驗驗證，是反應器技術是成熟、可靠的，目前正在開展從煙氣-蒸汽-發電-余熱利用全過程的科研，之后還會建立工業規模的示范工程。在完成示范工程后，可建立一個技術研發中心和制造基地。該技術的產業化必將帶動新材料（催化劑載體、制備）和儀表和機加工行業的發展。