產品詳情
煤礦低濃度瓦斯和風排瓦斯無焰氧化爐RTO與發(fā)電設備
一、“雙碳”背景
在全球應對氣候變化與推動綠色低碳轉型的背景下，中國將煤層氣（煤礦瓦斯）開發(fā)利用作為實現(xiàn)碳達峰與碳中和目標的重要抓手，構建了以《甲烷排放控制行動方案》為核心的政策體系，形成多維度治理路徑。能源領域甲烷排放占全國總量46%，其中煤炭行業(yè)占比超35%，成為政策核心關注對象。
除上述方案外，《溫室氣體自愿減排項目方法學》將低濃度瓦斯（甲烷體積濃度<8%）和風排瓦斯（<0.75%）利用納入CCER機制，通過碳市場收益激勵企業(yè)減排。
二、項目概況
某煤礦低濃度瓦斯的抽采流量約24,000Nm3/h,濃度約5.0%Vol.,多年來低濃度瓦斯的抽采流量和濃度均比較穩(wěn)定。我司通過溫室氣體自愿減排項目方法學（甲烷體積濃度低于8%的煤礦低濃度瓦斯和風排瓦斯利用（CCER—10—001—V01）），采用無焰氧化技術實現(xiàn)了甲烷減排和廢熱發(fā)電，且將甲烷減排納入了CCER機制，讓客戶獲取了碳減排收益并產生了良好的環(huán)境效應。
三、技術路線
使用風排(乏風)瓦斯或空氣將抽采瓦斯的濃度稀釋到1.0%～1.2%范圍內，通過風機將含瓦斯氣體輸送到無焰氧化裝置(ERTO)進行處理。甲烷在被氧化的過程中會產生大量的熱，布置在無焰氧化裝置相應溫度區(qū)域（400～700℃）的換熱管把廢熱部分利用起來加熱水，達到目標溫度后再經(jīng)過汽包變成過熱蒸汽（P:3.43MPa，T:435℃），再用過熱蒸汽驅動蒸汽輪機發(fā)電。
四、系統(tǒng)構成
本系統(tǒng)主要由無焰氧化裝置(ERTO)、蒸汽發(fā)生器及發(fā)電系統(tǒng)三部分構成。
1、無焰氧化裝置（ERTO）
無焰氧化裝置（ERTO）的主要目的是破壞甲烷（CH4），其破壞去除效率 (DRE)是通過比較甲烷（CH4）的入口濃度與出口濃度來確定的。ERTO由鋼制殼體、蓄熱陶瓷床、位于陶瓷床上下的氣流分配室、位于陶瓷床中心的電加熱元件和在鋼制腔體一側的提升閥組成。當進入到ERTO的可燃物濃度較高時，可以在電加熱元件上下的高溫蓄熱體中布置換熱管將余熱利用起來。一部分換熱管用來加熱水，另一部分用來加熱水蒸汽。
工作原理：
可燃氣經(jīng)過預熱后進入到高溫區(qū)域，可燃氣在高溫區(qū)域被氧化并放熱，然后再經(jīng)過放熱后排出。
工作流程：
當氣體通過流路切換閥（提升閥）進入ERTO爐內的上部氣流分布室后形成較好的流場后再進入到上部蓄熱體，氣體被預熱到目標溫度后進入到中部蓄熱體（無焰氧化區(qū)域），氣體中的可燃氣（甲烷）在此被氧化并釋放大量的熱，然后高溫煙氣經(jīng)過下部蓄熱體，高溫煙氣被陶瓷吸收吸熱降溫后再經(jīng)過下部氣流分布室排出ERTO爐外；下一周期，氣體通過流路切換閥（提升閥）進入ERTO爐內的下部氣流分布室，其他流程和上一周期正好相反，如此周而復始。
性能參數(shù)：
處理容量：2臺60,000 Nm3/h（單個模塊）
熱交換效率：95.0% - 98.0%
自維持濃度：1.6～2.0 g/Nm3（以甲烷計）
破壞去除效率 (DRE)：98.0% - 99.5%
整體熱效率：75%～80.0%
2、蒸汽發(fā)生器：
蒸汽發(fā)生器是一種將水加熱轉化為蒸汽的熱能轉換設備。其核心原理是通過燃料的熱能傳遞，使水吸熱蒸發(fā)，形成高溫高壓蒸汽。
性能參數(shù)
- 熱效率可達99.0%以上，顯著降低能耗。
- 蒸汽壓力：3.82MPa，溫度：450℃。
3、汽輪機發(fā)電系統(tǒng)
汽輪機發(fā)電系統(tǒng)主要由蒸汽輪機和發(fā)電機兩部分構成，蒸汽輪機是將蒸汽熱能轉化為機械能的旋轉動力裝置。高溫高壓蒸汽首先通過靜葉柵（噴嘴）膨脹加速，形成超音速射流沖擊動葉柵，在沖動式設計中實現(xiàn)壓力能向動能的轉換，轉子通過聯(lián)軸器與發(fā)電機軸連接，將旋轉機械能傳遞至發(fā)電機，遵循電磁感應原理發(fā)電。
性能參數(shù)
汽輪機額定功率 2500kW/h
主汽門前蒸汽壓力 3.43MPa(g)
主汽門前蒸汽溫度 435℃
汽輪機額定進汽量 11t/h
工作轉速 6500/3000 r/min
四、投資收益分析
抽采瓦斯（100%純度甲烷）年排放量計算公式如下：
24,000Nm3/h*5.0%Vol.*24h/d*360d/y/10000=1036.80萬方/年
氧化裝置二氧化碳減排當量公式如下：
1036.80萬Nm3/a*7.1t/萬Nm3*28(tCO2)/10000=20.61萬噸（tCO2）。
扣除二氧化碳綜合排放當量后，實際減排量為：
20.61萬噸（tCO2）-1.16萬噸（tCO2）=19.45萬噸（tCO2）
CCER碳交易金額按每噸100元計算，年收益為：
19.45萬噸（tCO2）/年*100元/噸=1945萬元/年。
初始投入費用如下：
一、“雙碳”背景
在全球應對氣候變化與推動綠色低碳轉型的背景下，中國將煤層氣（煤礦瓦斯）開發(fā)利用作為實現(xiàn)碳達峰與碳中和目標的重要抓手，構建了以《甲烷排放控制行動方案》為核心的政策體系，形成多維度治理路徑。能源領域甲烷排放占全國總量46%，其中煤炭行業(yè)占比超35%，成為政策核心關注對象。
除上述方案外，《溫室氣體自愿減排項目方法學》將低濃度瓦斯（甲烷體積濃度<8%）和風排瓦斯（<0.75%）利用納入CCER機制，通過碳市場收益激勵企業(yè)減排。
二、項目概況
某煤礦低濃度瓦斯的抽采流量約24,000Nm3/h,濃度約5.0%Vol.,多年來低濃度瓦斯的抽采流量和濃度均比較穩(wěn)定。我司通過溫室氣體自愿減排項目方法學（甲烷體積濃度低于8%的煤礦低濃度瓦斯和風排瓦斯利用（CCER—10—001—V01）），采用無焰氧化技術實現(xiàn)了甲烷減排和廢熱發(fā)電，且將甲烷減排納入了CCER機制，讓客戶獲取了碳減排收益并產生了良好的環(huán)境效應。
三、技術路線
使用風排(乏風)瓦斯或空氣將抽采瓦斯的濃度稀釋到1.0%～1.2%范圍內，通過風機將含瓦斯氣體輸送到無焰氧化裝置(ERTO)進行處理。甲烷在被氧化的過程中會產生大量的熱，布置在無焰氧化裝置相應溫度區(qū)域（400～700℃）的換熱管把廢熱部分利用起來加熱水，達到目標溫度后再經(jīng)過汽包變成過熱蒸汽（P:3.43MPa，T:435℃），再用過熱蒸汽驅動蒸汽輪機發(fā)電。
四、系統(tǒng)構成
本系統(tǒng)主要由無焰氧化裝置(ERTO)、蒸汽發(fā)生器及發(fā)電系統(tǒng)三部分構成。
1、無焰氧化裝置（ERTO）
無焰氧化裝置（ERTO）的主要目的是破壞甲烷（CH4），其破壞去除效率 (DRE)是通過比較甲烷（CH4）的入口濃度與出口濃度來確定的。ERTO由鋼制殼體、蓄熱陶瓷床、位于陶瓷床上下的氣流分配室、位于陶瓷床中心的電加熱元件和在鋼制腔體一側的提升閥組成。當進入到ERTO的可燃物濃度較高時，可以在電加熱元件上下的高溫蓄熱體中布置換熱管將余熱利用起來。一部分換熱管用來加熱水，另一部分用來加熱水蒸汽。
工作原理：
可燃氣經(jīng)過預熱后進入到高溫區(qū)域，可燃氣在高溫區(qū)域被氧化并放熱，然后再經(jīng)過放熱后排出。
工作流程：
當氣體通過流路切換閥（提升閥）進入ERTO爐內的上部氣流分布室后形成較好的流場后再進入到上部蓄熱體，氣體被預熱到目標溫度后進入到中部蓄熱體（無焰氧化區(qū)域），氣體中的可燃氣（甲烷）在此被氧化并釋放大量的熱，然后高溫煙氣經(jīng)過下部蓄熱體，高溫煙氣被陶瓷吸收吸熱降溫后再經(jīng)過下部氣流分布室排出ERTO爐外；下一周期，氣體通過流路切換閥（提升閥）進入ERTO爐內的下部氣流分布室，其他流程和上一周期正好相反，如此周而復始。
性能參數(shù)：
處理容量：2臺60,000 Nm3/h（單個模塊）
熱交換效率：95.0% - 98.0%
自維持濃度：1.6～2.0 g/Nm3（以甲烷計）
破壞去除效率 (DRE)：98.0% - 99.5%
整體熱效率：75%～80.0%
2、蒸汽發(fā)生器：
蒸汽發(fā)生器是一種將水加熱轉化為蒸汽的熱能轉換設備。其核心原理是通過燃料的熱能傳遞，使水吸熱蒸發(fā)，形成高溫高壓蒸汽。
性能參數(shù)
- 熱效率可達99.0%以上，顯著降低能耗。
- 蒸汽壓力：3.82MPa，溫度：450℃。
3、汽輪機發(fā)電系統(tǒng)
汽輪機發(fā)電系統(tǒng)主要由蒸汽輪機和發(fā)電機兩部分構成，蒸汽輪機是將蒸汽熱能轉化為機械能的旋轉動力裝置。高溫高壓蒸汽首先通過靜葉柵（噴嘴）膨脹加速，形成超音速射流沖擊動葉柵，在沖動式設計中實現(xiàn)壓力能向動能的轉換，轉子通過聯(lián)軸器與發(fā)電機軸連接，將旋轉機械能傳遞至發(fā)電機，遵循電磁感應原理發(fā)電。
性能參數(shù)
汽輪機額定功率 2500kW/h
主汽門前蒸汽壓力 3.43MPa(g)
主汽門前蒸汽溫度 435℃
汽輪機額定進汽量 11t/h
工作轉速 6500/3000 r/min
四、投資收益分析
抽采瓦斯（100%純度甲烷）年排放量計算公式如下：
24,000Nm3/h*5.0%Vol.*24h/d*360d/y/10000=1036.80萬方/年
氧化裝置二氧化碳減排當量公式如下：
1036.80萬Nm3/a*7.1t/萬Nm3*28(tCO2)/10000=20.61萬噸（tCO2）。
扣除二氧化碳綜合排放當量后，實際減排量為：
20.61萬噸（tCO2）-1.16萬噸（tCO2）=19.45萬噸（tCO2）
CCER碳交易金額按每噸100元計算，年收益為：
19.45萬噸（tCO2）/年*100元/噸=1945萬元/年。
初始投入費用如下：
