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我國每年煤礦風排瓦斯（即乏風）排入大氣的甲烷相當于西氣東輸1年的輸氣量，產生的溫室氣體效應約為2億噸二氧化碳當量。勝動集團公司經過多年科技攻關，研制出國際領先的“煤礦乏風甲烷氧化裝置及氧化熱利用技術”。
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邱炯
繪 | 如何科學處置被稱為“定時炸彈”的煤礦瓦斯，特別是濃度在0.75%以下的風排瓦斯，是一道世界難題：不排干凈會威脅礦工安全，排到空中又加劇全球變暖、浪費能源。
勝利油田勝利動力機械集團有限公司（以下簡稱勝動集團公司）研制的“煤礦乏風甲烷氧化裝置及氧化熱利用技術”，則讓人眼睛一亮：該技術不僅實現了瓦斯的零排放，而且把難以利用的超低濃度瓦斯變廢為寶。
既浪費能源又破壞環境 風排瓦斯不能再空排了
何謂風排瓦斯？與煤礦打了大半輩子交道的原平頂山煤礦集團總工張鐵崗院士介紹說，根據瓦斯濃度的不同，煤礦一般采用3種方式處理瓦斯：對濃度高于90%的，通過地面鉆井開采；對濃度在3%—80%之間的，實行井下抽排；對濃度在0.75%以下的瓦斯，則采取通風的方式排出——這種瓦斯就是風排瓦斯，俗稱煤礦乏風。
“風排瓦斯雖然濃度極低，但總量特別巨大，所含的甲烷約占我國煤礦瓦斯甲烷總量的81%，1年的排放量在150億立方米以上�！睆堅菏扛嬖V記者，由于濃度太低，利用技術難度特別大，所以長期以來風排瓦斯都被白白排到空氣中了。
“150億立方米是什么概念？相當于1500萬噸原油、3000多萬噸煤炭，折合成天然氣是120億立方米——也就是西氣東輸工程1年的輸氣量�！闭f到這兒，張院士一臉焦急，“甲烷的溫室效應是二氧化碳的20多倍，每年風排瓦斯排出的甲烷相當于2億噸二氧化碳。目前在國際碳匯市場，每噸二氧化碳的減排量可以賣85元人民幣，150億立方米甲烷的減排和利用，可獲得170億人民幣的收益。因此，無論從哪個方面講，風排瓦斯都不能再空排了！”
科技創新破解難題 風排瓦斯實現階梯利用
與張鐵崗院士一樣“看在眼里、急在心上”的，還有勝動集團公司。作為國內規模最大的燃氣內燃機生產研發基地，該公司在10多年前就開始研究瓦斯的利用問題，在2000年研制成功煤礦瓦斯發電機組，將濃度和壓力多變的煤礦高濃度瓦斯（濃度大于30%）用于燃氣內燃機發電；2005年，該公司發明了“煤礦瓦斯與細水霧混合輸送方法及裝置”等系列專利技術，將煤礦瓦斯的利用范圍從30%拓展到6％。
在此基礎上，勝動集團公司又把目光瞄準了甲烷濃度低于0.75％的煤礦乏風利用。集團公司副總工馬曉鐘帶領的科研團隊經過無數次失敗，終于在2006年研制出第一臺處理能力為12500立方米/小時的“煤礦乏風甲烷氧化裝置”，并取得國家專利。該裝置主要由逆流式固定氧化床和控制系統兩部分構成，其工作原理是：先用外部能源（如電能）對氧化床進行加熱，創造甲烷氧化反應的環境（1000攝氏度）；然后把通風瓦斯引入氧化床，氧化產熱，產生的熱量一部分維持氧化反應，多余部分則以水蒸氣形式排出，用于制冷、制熱或發電。
2006年9月，該裝置安裝到阜新礦業集團恒大公司北風井進行工業性試驗，并于次年4月試運行。結果表明，甲烷氧化率在95%以上，接近零排放；當甲烷濃度在0.3％以下時，氧化所產生的熱量可以維持氧化作用繼續進行；甲烷濃度達到0.5％以上時，產生的蒸汽可以用于制冷、制熱、發電等，實現階梯利用。
2007年8月，發改委、安監總局、環�？偩趾椭袊禾抗I協會派出由中國工程院院士周世寧、張鐵崗和著名瓦斯專家盧鑒章領銜的專家組評議委員會，到實驗現場進行考察。經過兩天的實地考察，評議委員會的專家一致認為：“煤礦乏風逆流氧化技術及其裝置”總體達到國際先進水平，工藝流程和氧化技術有重要創新，為我國煤礦風排瓦斯的利用和處理提供了有效的新技術和設備，對促進節能減排和煤礦安全生產有重要的現實意義，建議大力推廣應用。
既節約能源又創造效益 一臺裝置就是一棵搖錢樹
勝動集團公司乘勝前進，又于2007年10月研制出處理能力為6萬立方米/小時的乏風氧化裝置。至此，勝動集團公司實現了對不同甲烷濃度的瓦斯的全覆蓋利用。目前，他們正在與第一個吃螃蟹的阜新礦業集團協商，計劃先期在該集團艾友煤礦安裝10臺6萬立方米/小時的乏風氧化裝置。
阜新礦業集團副總工程師魏化興給記者算了一筆賬：10臺裝置每小時氧化乏風60萬立方米（甲烷濃度0.6%），氧化甲烷3600立方米，由此產生的熱能可以代替1臺15噸的蒸汽鍋爐，1天可節煤72噸，如果按1噸煤400元人民幣計算，一天就能節省28800多元；如果算碳匯賬，就更加可觀：氧化3600立方米甲烷相當于減排二氧化碳50噸，1天就可以賣碳匯指標1萬多歐元……
“現在有多家碳匯公司跟我們洽談，一旦投入使用，這10臺氧化裝置就成了名符其實的搖錢樹——既減少了溫室氣體排放，又有可觀的經濟效益！”魏化興說。
“國際社會應對氣候變化步伐的加快、巨大的碳匯市場，以及我國節能減排力度的不斷加大，使瓦斯利用的前景極為廣闊�！眲賱蛹瘓F公司陳宜亮總裁告訴記者：“目前我們正與許多國內外公司積極洽談，推廣瓦斯利用裝置�！吨袊鴳獙夂蜃兓瘒曳桨浮诽岢�，到2010年減排二氧化碳10億噸，如果全國一半的煤礦乏風得到氧化處理、利用，每年相當于減排1億噸二氧化碳，并且可獲得8億歐元的減排收入和24億元人民幣的節能收入。為我國的節能減排事業和應對全球氣候變暖做貢獻，既是我們的責任，也是我們的光榮�！� |