“目前,彬长矿业集团的低浓度瓦斯发电机组装机容量已经达到1.2万千瓦,余热发电装机容量0.1万千瓦,成为全国最大的低浓度瓦斯发电企业和唯一利用低浓度瓦斯发电机组余热的企业。”陕西煤业化工集团彬长矿业集团有限公司执行董事严广劳一见到记者就自豪地说。
低浓度瓦斯是指甲烷含量25%以下的煤矿瓦斯,由于压缩、运输、提纯难度大,费用高,且容易爆炸,利用率很低。我国每年排放的低浓度瓦斯超过150亿立方米(折纯甲烷)。
“甲烷的温室效应是二氧化碳的21.5倍,作为一个国有煤炭开采企业,我们有责任通过减少瓦斯排放,为国家实现温室气体减排目标作贡献。”严广劳补充道。
为此,从2006年开始,彬长集团累计投资7589万元,在大佛寺矿井建设低浓度瓦斯发电厂。目前,24台500千瓦发电机组已经运营发电,年发电7000万千瓦时,年减排二氧化碳37.8万吨。
不仅如此,为回收瓦斯发电机组尾气余热,该集团在全国率先建设了0.1万千瓦低浓度瓦斯发电机组余热尾气发电厂,年发电量超过1000万千瓦时,年节煤3600吨,实现了对低浓度瓦斯的“吃干榨净”。
在成功“驯服”了低浓度瓦斯后,彬长矿业集团又把目光瞄准了通风瓦斯(超低浓度瓦斯)的科学利用。
通风瓦斯又称“乏风”,是指甲烷浓度低于0.75%的煤矿瓦斯。由于甲烷含量极低,既不能直接燃烧,又不能经济地分离提纯,长期以来只能排入大气。通风瓦斯的利用是一道世界性难题,我国每年排放的通风瓦斯相当于浪费3000万吨优质煤炭。
2009年,彬长矿业集团与胜利油田胜动有限公司合作,在大佛寺矿井建设通风瓦斯氧化发电项目。他们的设想是:利用甲烷在800℃以上与氧气发生剧烈氧化放热反应所产生的热能,制取过热高压蒸汽,驱动发电。再利用发电后的中低温蒸汽,作为矿区职工洗澡、供暖及煤矿进口空气预热的热源,最终实现通风瓦斯的资源化利用、余热余压梯级利用。
2010年5月11日,全球最大的通风瓦斯氧化发电工业化示范项目——彬长矿业集团大佛寺矿井6万立方米/时煤矿乏风氧化装置通过国家能源局验收。专家认为,该装置达到世界领先水平,实际最大处理能力可达7万立方米/时,稳定运行的最低甲烷浓度仅0.25%,所排气体中二氧化碳含量小于5毫克/立方米,没有氮氧化物排放。
至此,低浓度瓦斯及通风瓦斯综合利用两大难题都被该集团破解。
“大佛寺矿井提供了成功经验,随后,我们在规划和建设胡家河、小庄、文家坡等矿井时,同步规划了总装机容量达5万千瓦的低浓度瓦斯电厂。实施后,年减排二氧化碳将超过160万吨,成为全国最大的低浓度瓦斯发电产业集群。”彬长矿业集团总经理王蓬说。
严广劳向记者透露:今后几年,彬长集团将投资8459万元,先期在大佛寺矿井广场安装10台6万立方米/时超低浓度瓦斯氧化装置,实现年发电量4000多万千瓦时,年可减排二氧化碳40多万吨。随后,将分别在胡家河、小庄、文家坡等矿井建设大型低浓度瓦斯发电厂和通风瓦斯氧化发电装置,到“十二五”中期,形成通风瓦斯氧化发电装机容量3.2万千瓦、低浓度瓦斯发电装机容量5万千瓦,年发电总量6.6亿千瓦时、减排二氧化碳360万吨的能力。
他们还将根据彬长矿区煤层瓦斯含量高的特点,科学布点,积极实施煤矿瓦斯地面抽采计划。力争“十二五”末,建成190口地面瓦斯抽采井,实现年抽采瓦斯1600万立方米。将配套建设煤层气提纯、净化、加压、液化装置,将净化提纯后的煤层气送入城市煤气管网,作为居民生活用气;在城市建设加气站,将液化煤层气作为汽车清洁燃料。通过大规模的商业性开发,“煤矿第一杀手”将变成清洁能源,为高碳排放的煤炭开采业探索一条低碳发展的新路。