“我们利用多孔介质燃烧器，将低浓度瓦斯安全、稳定燃烧后，转化为供热取暖的新能源，减排二氧化碳3万吨。”山西兰科煤层气利用科技有限公司项目运营部负责人赵璟坤介绍说。
2023年，在“双碳”目标引领下，山西兰花集团提前布局，成立山西兰科煤层气利用科技有限公司，探索研发低浓度瓦斯多孔介质燃烧制热一体化技术，寻找煤矿瓦斯利用的“减碳良方”。
“兰花集团目前有6座高瓦斯矿井，每年瓦斯抽采量约9500万立方米，其中高浓度瓦斯已基本利用，低浓度瓦斯长期处于排空现状。每年低浓度瓦斯排放量约占总抽采量的50%，约5000万立方米。”山西兰科煤层气利用科技有限公司副总经理张旭刚说。
2024年12月1日，生态环境部和国家市场监督管理总局联合发布《煤层气（煤矿瓦斯）排放标准》，明确自2025年4月1日起，高浓度瓦斯及浓度高于或等于8%且抽采纯量为10立方米/分钟的低浓度瓦斯禁止排放。
“我们研发利用的瓦斯浓度为7%—9%，属于政策的禁排范畴。新技术的成功研发，将低浓度瓦斯变‘废’为宝，符合政策要求，解决了禁排难题，为企业发展赢得了更大的主动。”张旭刚介绍，2023年6月，兰花集团决定在晋城伯方煤矿开展试点，并于2024年10月成功点火试运行。
日前，记者在伯方煤矿看到，“银龙”般的管道盘山而上。煤矿抽采的低浓度瓦斯正源源不断通过管道输送到4.2MW燃烧供热装置内。
“7%—9%的瓦斯处于爆炸极限区间。我们通过一系列有阻爆抑爆卸爆功能的安全装置，将瓦斯安全输送到4.2MW燃烧装置，再利用多孔介质燃烧器，实现低浓度瓦斯的稳定、安全燃烧。燃烧后产生的热能加热热水，再输送至矿区，实现矿区取暖供热循环利用。”伯方煤矿总工程师刘随方介绍，伯方煤矿4.2MW燃烧装置的成功运行，填补了国内低浓度瓦斯4.2MW规模直燃技术应用的空白，目前瓦斯燃烧利用热效率在90%以上，瓦斯摧毁率达99%。
在低浓度瓦斯多孔介质燃烧制热一体化技术的加持下，瓦斯取代原有的燃气锅炉和电热风机，摇身一变成为造福矿山的新热源，在矿工洗浴、矿区供暖、井筒保温等方面发挥着重要作用。
“伯方煤矿以往采用传统的燃气锅炉和电热装置进行供热，每年供热需要500万元天然气费用和300万元电费。新技术应用后，替代了原有的供热装置，每年可节约800万元供热消耗的能源成本。”刘随方算着经济账。
低浓度瓦斯多孔介质燃烧制热一体化技术的落地，让伯方煤矿感受到了科技创新带来的绿色生机。2024年10月试运行以来，伯方煤矿利用低浓度瓦斯200余万立方米，相当于减排了二氧化碳3万吨。同时瓦斯高效抽采，降低了井下瓦斯浓度，减少了井下作业瓦斯爆炸的安全隐患。
刘随方告诉记者：“低浓度瓦斯多孔介质燃烧制热一体化技术的利用，实现了经济效益、安全效益和环保效益相统一。目前伯方煤矿已经形成了以利用促抽采、以抽采保安全的瓦斯抽采利用一体化模式，每年瓦斯排放量约600万立方米。接下来，公司将在伯方煤矿新建2×1000kw低浓度瓦斯发电项目。并在供热的基础上，再引入低浓度瓦斯发电技术，努力将低浓度瓦斯‘应用尽用’，助力山西煤炭行业绿色低碳转型发展。”
上图：工作人员对低浓度瓦斯多孔介质燃烧制热设备进行维护。本报记者 崔振海 摄
本报记者 崔振海 通讯员 裴囡囡
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