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10. 成果转化推广前景
当前国内外SF6气体回收装置多数仅能去除水分和颗粒物,无法达到六氟化硫气体循环再利用的标准。该技术解决了废旧SF6气体净化、再生的难题,使其达到GB/T 12022-2006《工业六氟化硫》规定的新气标准。预计到2020年,SF6回收净化再生装置市场年增需求量大约在2000~3000台左右,可累计回收六氟化硫气体约3000余t,折合减排 7170万t当量CO2。
(二)风排瓦斯催化氧化技术
1. 技术名称:风排瓦斯催化氧化技术
2. 适用行业:煤炭
3. 技术提供方及联系方式:
(1)单位名称:北京化工大学
联系人:贾志刚
联系地址:北京市朝阳区北三环东路15号
联系电话:010-64412816
电子邮箱:jiazg@mail.buct.edu.cn
(2)单位名称:华晋焦煤有限责任公司
联系人:姚晋国
联系地址:山西省吕梁市离石区久安路
联系电话:0358-8296319
电子邮箱:hjsccyjg@163.com
4. 适用范围:适用于摧毁甲烷浓度大于0.15%的风排瓦斯,也可以将低浓度瓦斯掺混到风排瓦斯中进行资源化利用。摧毁瓦斯甲烷浓度为0.15 v%~1.0 v %。
5. 技术内容
该技术利用蓄热式催化氧化原理,将风排瓦斯用风机引入催化氧化反应器,反应器温度在450℃左右,受高活性催化剂作用,使风排瓦斯中的甲烷与氧气发生反应,生成二氧化碳和水,从而摧毁甲烷,减少温室气体排放。同时,甲烷氧化后释放出大量热量,利用这些热量可以进行蒸汽发电,发电余热还可进行余热利用,即中央空调、供暖或供热水。
风井的风排瓦斯量通常在15000m3/min左右,单台催化氧化反应器的处理量为1500~2000m3/h,采用多台反应器并联,可以处理大风量的风排瓦斯。该技术大大减少了瓦斯排放到大气带来的温室效应,同时将其作为清洁能源加以利用,节约了能源。
6. 节能与温室气体减排效果
每年经由风排瓦斯排放的甲烷约为200亿m3,由低浓度瓦斯排放甲烷100亿m3。本技术可以摧毁甲烷,并进行发电和供热,以替代燃煤。
按甲烷的全球温室气体潜能值为21估算,摧毁甲烷折合CO2的减排量为3.91亿t;
按每立方米甲烷发电3千瓦时计算,年发电量900亿kWh。发电后的余热还可供热水和供暖,余热量为612亿kWh。由此估算,甲烷发电及供热可替代标准煤4929万t,CO2减排1.29亿t,SO2减排41万t,NOx 37万t,PM10及PM2.5等颗粒物98万t。
7. 技术示范情况
华晋焦煤有限公司沙曲矿北风井6万m3/h的风排瓦斯催化氧化工业试验装置,工业试验期间的风排瓦斯甲烷浓度为0.17%~0.53%,甲烷摧毁效率为95%~99%,氧化后的热量以500℃以上的热风形式输出。该装置耗能形式为风机和仪表用电,总功率为100kW,产生可用热量的平均功率为1.35MW。如果这些热量用于产生蒸汽,可进行蒸汽发电,发电功率为450kW。
8. 投资估算
以利用35000m3/min、浓度为0.5%的风排瓦斯和纯量为120 m3/min的10%低浓瓦斯,21台处理为10万m3/h的催化氧化反应器为例,装置的设计寿命20年,预计总投资4.3亿元。
9. 投资回收期
以上述工业装置为例估算,按煤层气补贴0.25元/m3,补贴0.25亿元。发电收益1.56亿元,替代燃煤0.25亿元,年运行费为1.14亿元,投资回收期为4.7年。
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