国家标准项目《低浓度逸散甲烷回收利用技术导则》由 TC415(全国产品回收利用基础与管理标准化技术委员会)归口 ,主管部门为国家标准委。
主要起草单位 中国标准化研究院 、国家能源集团 、阳泉煤业集团有限责任公司 、煤炭科学技术研究院有限公司 、中国煤炭科工集团太原研究院等 。
| 13 环保、保健和安全 |
| 13.020 环境保护 |
| 13.020.01 环境和环境保护综合 |
本项国家标准拟规定煤矿低浓度逸散甲烷回收和综合利用的总体要求、提纯、直接燃烧、无焰氧化等技术要求以及安全环保要求等。适用于甲烷体积浓度2%~8%的井工煤矿及煤层气地面开发系统的低浓度逸散甲烷回收和利用项目的管理,不适用于其他来源的甲烷的回收和利用。 具体内容如下: 1、拟对煤层气、煤矿瓦斯、低浓度瓦斯、瓦斯抽采、风排瓦斯、无焰氧化 、蓄热氧化、蓄热式催化氧化、直接燃烧等术语进行界定。 2、总体要求 2.1 煤矿瓦斯的回收和利用工程的建设和运行,应不影响矿井瓦斯抽采系统、矿井通风系统的正常运行。 2.2 煤矿低浓度瓦斯的抽采和排放应符合GB 21522的要求,甲烷体积浓度高于8%且抽采纯量高于10 m3/min 的煤矿瓦斯禁止排放。对可利用的甲烷浓度高于或等于 8% 且抽采纯量大于或等于 10 m3/min 的低浓度瓦斯,应配套建设瓦斯利用设施加以利用;对目前无法利用的甲烷浓度高于或等于 8% 且抽采纯量大于或等于 10 m3/min的低浓度瓦斯,应进行销毁处理。 2.3 低浓度瓦斯的运输和排放应按 GB 40881 执行,确保输送、利用和排放的安全性。 2.4 井工煤矿应按 GB 50471的规定设计建设瓦斯抽采系统,瓦斯抽采方法以及瓦斯抽采管理应符合AQ 1027 的规定。 2.5 浓度大于30%的瓦斯可直接作为燃料使用,用于内燃气发电、民用燃料和化工原料;浓度8%~30%的瓦斯可用于内燃机发电、供热等;低于0.75%的风排瓦斯可直接排放或作为低浓度瓦斯的补风使用。 3 瓦斯抽采、输送和混配 3.1 原始煤层瓦斯抽采通常流量较小、浓度较高,应采用高负压方式,放空口负压不低于13kPa。煤层采空区回风瓦斯一般流量大、浓度低,应采用低负压方式抽采,放空口负压一般不低于4kPa。 3.2 抽采瓦斯的甲烷浓度大于5%或不稳定时,应设置混配系统,以提供稳定浓度的瓦斯气体。 3.3 输送:低浓度瓦斯输送宜采用瓦斯抽采泵背压作为动力。低浓度瓦斯输送工程管道设计应符合 GB 51134 和 GB 40881 的规定。瓦斯管道上的阀门应选择燃气专用且具有高气密性的阀门,(内)泄漏率不大于 1%。 3.4 混配系统可采用抽采瓦斯与风排瓦斯混配,或抽采瓦斯与空气混配两种方式,根据抽采瓦斯的浓度、流量、风排瓦斯浓度、扩散塔与抽采泵站的相对位置等综合选择经济合理的方式。 3.5 风排瓦斯收集系统运行时,对矿井主要通风机产生的阻力损失不应大于100Pa,抽采瓦斯输送系统阻力损失不应大于8kPa。 4 提纯 4.1 低浓度瓦斯可采用变压吸附、低温分离、水合物分离、气体膜分离以及溶剂吸收法等技术方法实现瓦斯的提纯。 4.2 提纯后的气体中,甲烷的体积分数应不低于98%。 4.3 提纯后的瓦斯气体可作为燃料用于内燃机发电、供热等,也可用作化工原料。 5 直接燃烧 5.1 站址选择应根据瓦斯抽采站条件,结合地区自然条件、交通运输、环境保护、煤矿生产计划, 以及矿区(煤矿)的气源、电源、水源、热源等因素综合确定。低浓度瓦斯燃烧利用系统应选择靠近瓦斯抽采站、具备电源、水源接入条件且交通方便的地址。 5.2 采用耐高温细深孔阻脱燃烧器等能够有效防止回火和脱火的低浓度瓦斯直接燃烧技术,应符合NB/T 11753的规定。 5.3 燃烧/直流热氧化系统应至少具备熄火保护、燃烧器超温保护、燃烧/氧化温度低保护、尾气甲烷含量超限保护、气源压力低保护、厂房甲烷含量高保护。在连接余热锅炉时还应设置与余热锅炉水位低的连锁保护以及锅炉引风机故障保护。 5.4 抽采瓦斯的甲烷浓度大于 5%或不稳定时,应设置混配系统。抽采瓦斯浓度低于 4%时,预处理系统中宜增加瓦斯预热器。 5.5 采用低浓度瓦斯直接燃烧技术,应做好瓦斯探测、瓦斯处理、瓦斯引燃、瓦斯燃烧等关键环节的安全防控。 5.6 应使用灵敏度高、稳定可靠、自动报警的探测设备进行瓦斯探测,确保瓦斯泄漏得到及时发现,确保瓦斯浓度不超标。 5.7 应采用先进的处理设备,加强瓦斯燃烧系统的安全设计,确保瓦斯的燃烧效率和安全性。瓦斯引燃宜使用防爆型点火器,确保瓦斯能够成功引燃,并采用高效、防爆燃烧器,确保瓦斯的能量回收率。 6 无焰氧化技术要求 7 工程管理要求