山西航天国泰清洁能源戴兵兵：低浓度、超低浓度煤层气氧化热电联供技术

每年我们国内对空排放的这部分超低浓度煤层气要达到150亿立方米，同时煤层气企业承担着瓦斯事故的责任，只要煤炭生产企业不停工，煤层气抽采就不能停滞，抽采的多余的煤层气只能向大气空排。

2019年6月28-29日，“中国（山西）国际清洁能源高峰论坛”在中国（太原）煤炭交易中心举行，探索建立适合山西清洁能源发展的路径。北极星风力发电网、电力头条APP全程直播。直播合作会议，请联系手机微信：13693626116。

山西航天国泰清洁能源有限公司副总经理戴兵兵介绍了低浓度、超低浓度煤层气氧化热电联供技术。所谓低浓度和超低浓度实际上就是煤层气的一种。全球煤层气储量达268万亿立方米，74个国家发现蕴藏有煤炭资源，储备量前五的国家分别是俄罗斯、加拿大、中国等。

以下为发言实录：

山西航天国泰清洁能源有限公司副总经理戴兵兵：我的演讲分四部分，技术介绍；氧化装置建设介绍；建成示范项目介绍和企业简介。

山西航天国泰清洁能源有限公司技术介绍。技术总述是基于一种新型技术的清洁化、环保型的供暖、发电项目利用煤矿低浓度和瓦斯及超低浓度风排瓦斯作为用料。我们刚才所说的低浓度和超低浓度实际上就是煤层气的一种。煤层气储量是图上展示的世界范围内的煤层气储量。全球煤层气储量达268万亿立方米，74个国家发现蕴藏有煤炭资源，储备量前五的国家分别是俄罗斯、加拿大、中国等。

根据我们国家能源局的估算，其中全国95%的煤层气资源分布在晋、陕、蒙。现在的煤层气开采主要分为两个部分，第一部分是地面开采，像之前晋煤的山西燃气公司总经理做的介绍，他们主要是地面钻采工作，能够看到山间，还有井下抽采、井下钻孔，井下抽采出来的煤层气浓度比较低，一般都是低于30%，运输成本很高，无法实现规模化利用，只能就近使用。那么每年我们国内对空排放的这部分超低浓度煤层气要达到150亿立方米，同时煤层气企业承担着瓦斯事故的责任，只要煤炭生产企业不停工，煤层气抽采就不能停滞，抽采的多余的煤层气只能向大气空排。

我们所说的高浓度瓦斯，是甲烷含量30%以上的部分，这部分瓦斯主要是直接用于商用，其中瓦斯浓度的爆炸区5%到16%。实际上低浓度瓦斯本身排放到大气当中就是一种污染气体，因为它的温室气体是二氧化碳的21倍，同时这部分低浓度和超低浓度排空过程中携带出的PM2.5到PM10的煤粉尘颗粒，会带入大量的煤粉尘颗粒到大气中，周边空气是有非常大的大气污染。

目前在山西省一些煤矿，它的低浓度瓦斯利用过程中有内燃机发电在运行，主要利用的浓度是要求甲烷浓度9%以上的煤层气，才能用于瓦斯的内燃机发电。内燃机发电实际上它的核心是超过1200摄氏度的，在这个过程中，天然气含有氮氧化物，这个是不争的事实。就是说内燃机发电尾气排放对空气会造成次生污染。我们山西航天国清洁能源有限公司加大研发投入，成功开发了完全拥有智勇兼全超低浓度抽放及风排瓦斯氧化利用技术，实现大规模的碳减排。因为氧化反应是一种放热反应，所以在放热过程中就出来了高温水蒸气，通过换热提供温暖，同时会利用它的余热，所以我们每一个项目都是标准的热电联产项目。因为装机规模不大，上升到25MW装机，它属于国家大力创导的分布式清洁能源项目。

技术路线说明。煤矿超低浓度抽放及风排瓦斯氧化技术的主要原理是高温甲烷氧化，主要工艺方式是：

一、在不影响煤矿抽采系统的情况下，通过负压采集煤矿现有排空的超低浓度抽放及风排瓦斯，掺混至甲烷浓度1.2%后（其内还伴随着乙烷、丙烷等气体）输送恩至蓄热式氧化装置。

二、掺混的甲烷进入氧化装置内，在900摄氏度以上的高温环境瞬间无火焰氧化，释放氧化热，加热周围空气并将热量储存于氧化装置内的蓄热器中。由于产生的氧化热大于逃逸掉的热量，因此所产生的氧化热除了可以满足氧化装置自身热氧化环境的热量需求外，还会产生多余的热量外送进入余热锅炉，产生高文蒸汽。

三、利用高温蒸汽，进行供暖和推动汽轮机进行发电，实现热电二联机。

我们的设备年运行小时数可实现8000小时。

这个核心技术说明一下它的先进性，第一做到主管道内实时监控，因此我们在主管道内做实时监控，来彻底排放瓦斯爆炸的隐患，我们只需要浓度到1.2%，而我整个管道密布激光源一旦出现了瓦斯集聚情况，自动化反应比人为反应快很多，管道内部气体直接排掉，不会爆炸。

第二，严格控制氧化设备内温度，我要小于1000摄氏度，在900到1000摄氏度，我的尾气排放低于2000克，有机械做功，核心设备是静态的氧化反应，设备根据不同煤矿浓度不同，我们现在可以基本上覆盖山西各个煤矿对甲烷浓度的需求。

第三，我们成功开发出了小型移动式热电联供装置，采取移动式装备，目前是市场首创。

我们技术准确的把煤矿痛点，煤矿淘汰燃煤锅炉，一个上电锅炉，一个是煤改电，如果是煤改电，电费很贵，悟性当中给煤矿带来了大量成本支出，我们这种技术帮助煤矿大范围降低它的冬季取暖成本，第二我们全面提高了瓦斯利用率，如果不用这套技术，除了内燃机，还有上不了内燃机项目，对空空排，这套技术提高瓦斯利用率。经过我们项目验证，输出热源是稳定，不间断的，各项指标参数也是稳定的。

第四部分，介绍我们两个示范性项目。

第一个投产项目位于山西省吕梁市柳林县的金家庄每款，项目名称金家庄煤业有限公司燃煤锅炉替代改造供热示范项目，完成了两个供暖季，它的利用设备就是我们的小型化、可移动式的，170摄氏度、0.8MPa，当我们项目经过论证之后是可行的，而且是非常稳定的，金家庄把自己的燃煤锅炉全部拆除，冬季取暖由我们这个项目来替代，这个项目典型示范意义。

第一、淘汰煤矿24蒸吨燃煤锅炉，达到环保需求；

第二，销毁处理排空瓦斯折纯量2400万立方米/年以上；

第三、年实现碳减排量28万吨；

第四、节约标准煤37000吨/年；

第五、氮氧化物、硫化物零排放；

第六、超低浓度排空瓦斯供暖全球行业技术示范。

我们做的第二个示范项目，是在山西省长治市的屯留县余吾煤矿，项目名称为潞安集团余吾煤业有限公司燃煤锅炉替代改造供热示范项目，于2019年，

项目典型示范意义：

第一，淘汰煤矿30蒸吨燃煤锅炉，达到环保要求；

第二，销毁处理排空瓦斯折纯量3000万立方米/年以上；

第三，年实现碳减排量35万吨；

第四，节约标准煤40000吨/年；

第五，氮氧化物、硫化物零排放；

第六，超低浓度排空瓦斯热电联供全球行业技术示范；

第七，潞安集团标杆项目。

我们已经投产的示范项目模式，我们山西航天国泰做全部投资，之后煤矿支付供暖费和电费，使用我给他提供的清洁能源，项目运营维护也是由我们公司做，未来合作模式，做煤矿投资、建设、运营，我们做业主。第二，我们给煤矿做交钥匙工程。第三，与煤业集团或者其他省内外对这种技术感兴趣的公司成立合资公司，共同来投资建设和运营这类热电联产项目。

企业介绍：山西航天国泰清洁能源有限公司秉承航天科工“科技强军、航天报国”的企业使命，由航天科工山西科技发展集团（创建于1992年，是中国航天科工集团公司所属的唯一驻晋单位，前身是航天科工山西通信有限责任公司）联合山西中科清洁能源技术有限公司共同发起设立，专注于煤层气综合利用，军民融合的专业化清洁能源公司。

公司坚决贯彻习近平总书记山西重要讲话精神，秉承航天科工集团我“大防务、大安全”发展理念，坚持走中国特色的军民融合发展之路，凭借专业领域的技术优势，深入实施“装备制造业与信息技术产业融合发展，航天防务产业民用产业同步升级”的战略举措，致力于清洁能源项目的投资、建设与经营。

以煤矿瓦斯的综合利用为核心业务，余热发电等多领域协同发展。根据客户的资源状况、能源利用现状和需求，为客户提供全面、可持续不产生二次环境污染的系统能源优化实施方案和高效优质的专家服务。

尤其在瓦斯治理和利用领域，为煤矿企业提供瓦斯“零排放”及综合热电联供、淘汰燃煤锅炉、碳减排等革命性解决方案。彻底解决空排瓦斯对大气的污染，对能源的浪费，遗迹现有技术对环境的二次污染等世界难题。变废为宝，生产安全、清洁的绿色能源，坚持管理发展带动实体经济，积极响应党中央、省政府的号召，做“能源革命排头兵”的核心践行者。

（以上内容根据速记整理，未经嘉宾审核）