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探讨煤矿瓦斯综合利用 　　摘 要：瓦斯是新生的清洁能源，对其进行合理的开发利用，不但可以为企业带来巨大的经济效益，还能有效减少温室效应。本文先对国内与国外瓦斯的利用现状进行了阐述，并根据我国煤矿瓦斯的具体情况，介绍了不同浓度瓦斯的综合利用方案，以期实现煤矿瓦斯的零排放，改善煤矿职工的生活条件及当地人民的生产、居住条件。 　　关键词：煤矿瓦斯 综合利用 零排放 　　近年来，我国经济取得了较快发展，社会不断进步，对能源的需求也日益增加，对环保的要求也越来越高。煤层气与煤矿气均为瓦斯，以甲烷为主要成分，其产生的温室效应约是CO2的21倍。以生产方式为分类标准，瓦斯有通风瓦斯（也称乏风）与抽排瓦斯之分，通风瓦斯的甲烷成分较少，仅有0.2%～0.6%；抽排瓦斯有高浓度瓦斯与低浓度瓦斯之分，高浓度瓦斯的甲烷含量在30%（含30%）以上，低浓度瓦斯的则在30%以下[1]。当煤矿瓦斯作为污染废弃物时，既浪费了能源，又污染了环境，具有不可限制性与持续稳定性的特点。 　　一、国外瓦斯利用现状分析 　　现阶段，欧美的许多国家均已实现了煤层气商业化，较早成功的国家有美国、澳大利亚、加拿大等。早在上世纪70年代末80年代初，美国已成功将煤层气商业化，而煤层气也成为了该国的重要能源。澳大利亚的煤矿瓦斯产业化发展速度也非常快，其中，昆士兰地区的天然气工业的重要组成部分即为煤层气生产。此外，英国、乌克兰、俄罗斯等国的煤矿瓦斯开发利用历史也较为悠久，乌克兰将煤矿瓦斯作为汽车、供暖燃料，英国将其作为发电及汽车燃等。 　　二、国内煤矿瓦斯的利用现状分析 　　1.浓度小于1%的主要是风排；大于1%且小于4%的主要是直接发散；4%至30%的少数用于发电，大多直接排空；30%至80%的主要用在化工、燃烧、发电等；大于80%的地面抽采煤矿瓦斯，则主要用来作汽车燃料、发电、民用等。高浓度瓦斯在民用的社会效益较显著，利用附加值相对较高；在化工的应用中，燃料利用率不高。 　　2.当前，我国的煤矿瓦斯利用情况还较落后，不管是从范围还是从深度的角度看，都有待进一步的开发。发电是综合利用煤矿瓦斯的最佳方式??故应把以发电作为基础目标，在此基础上实现“电、冷、热”，实现煤矿瓦斯的零排放，以改善煤矿职工及当地居民的生产条件及生活条件。 　　三、导致我国煤层气利用率偏低的原因 　　①抽排瓦斯的浓度偏低，根据当前的技术水平及有关安全规程，难以对其进行利用；②抽采的规模不大，且分布不集中，不利于集中开采利用；③没有政府及优惠政策的支持[2]。 　　四、煤矿瓦斯的综合利用方案分析 　　瓦斯发电具有建设周期短、投资成本低及输送灵活的特点。从全球来看，当前煤矿瓦斯主要利用于发电、工业燃料、化工原料及民用等方面。随着科学技术的不断发展，瓦斯的利用技术较之前有了显著的进步，并不断完善。 　　1.甲烷浓度在30%以上瓦斯气体的综合利用方案 　　在瓦斯气体中，浓度超过30%的约占5%，其利用方式主要有以下几种： 　　1.1民用，主要用于燃气。目前，在国内以阳泉与抚顺的矿区规模最大，瓦斯作为燃气的年利用量超过6000万立方米。 　　1.2工业瓦斯锅炉，主要有热水、蒸汽供热及中、低压供气之分。目前，国内已有上海新业、青岛四方等生产厂家有定型产品，而淮南、晋城等大多数矿区均已在生产中采用工业瓦斯锅炉，不仅提高了瓦斯的利用率，还大大降低了对环境造成的污染程度。 　　1.3用于发电。随着科技的不断进步，瓦斯的发电技术已较成熟。通过瓦斯发电，远距离输送的问题得以解决，并有效实现了就地转化，使电力的品质性与价值性变得更高。内燃机的发电也变得方便，转化效率有了大幅度的提高。 　　2.甲烷浓度为6%～30%的瓦斯气体的综合利用方案 　　2.1低浓度瓦斯的提纯利用技术 　　当前，16%左右的瓦斯经过提纯后约可产出95%的天然气产品。现阶段，常见的低浓度瓦斯的浓缩提纯技术主要有变压吸附技术、膜分离技术、深冷分离技术及真空变压吸附技术，其中真空变压吸附技术已日臻成熟，并广泛应用于富氧、二氧化碳制作等工业装置中。 　　真空变压吸附技术提纯低浓度瓦斯，最早是在淮南矿业集团试行成功。该提纯技术的工作原理是：低瓦斯处在常压下被吸附，然后通过抽真空的方法将被吸附组分的分压降低，并解吸出被吸附的组分。在该项目中，通过使用提纯技术，将甲烷浓度为12%的低浓度瓦斯提纯，并用于民用燃气中。 　　2.2甲烷浓度为6%～30%的煤层气，在总量中约占11%，此种瓦斯中的低浓度部分用发电机组发电，其余大体上还是排空状态，故利用潜力较大。我国低浓度瓦斯利用时代的到来，是以2005年10月的山东胜动集团研制出500kV低浓度瓦斯发电机组为开端。该机组得以成功运行有两个前提条件，即必须解决两个世界性的难题：①安全问题