Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Utylizacja metanu z powietrza kopalnianego na świecie i w Polsce

Czy jedynym sposobem zagospodarowania metanu kopalnianego jest jego palenie?
Czy jedynym sposobem zagospodarowania metanu kopalnianego jest jego palenie?

Metan, towarzyszący eksploatacji kopaliny podstawowej węgla kamiennego, nieujęty przez odmetanowanie, w większej części wydziela się do powietrza wentylacyjnego, tworząc mieszaniny metanowo-powietrzne o różnym stężeniu metanu. W polskich kopalniach od wielu lat następuje stopniowy rozwój odmetanowania podziemnego i gospodarczego wykorzystania ujętego metanu w instalacjach ciepłowniczo-energetycznych. Jednakże nie tylko polskim, ale i światowym problemem jest utylizacja i gospodarcze wykorzystanie metanu z powietrza wentylacyjnego kopalń (MWENT). Artykuł stanowi próbę oceny stanu i możliwości utylizacji metanu z powietrza wentylacyjnego podziemnych kopalń.

Na świecie prowadzone są intensywne prace badawczo-rozwojowe, które doprowadziły do opracowania wielu technologii i urządzeń pozwalających przeprowadzać proces spalania metanu o niskiej jego koncentracji. Wykorzystanie metanu z pokładów węgla jest bardzo istotne z przyczyn gospodarczych, co znalazło odzwierciedlenie w Prawie geologicznym i górniczym, zaliczającym metan z pokładów węgla (MPW) do kopalin podstawowych, oraz z powodów ekologicznych, gdyż emisja między innymi metanu do atmosfery przyczynia się do powstawania efektu cieplarnianego, co znalazło odzwierciedlenie w Protokole z Kioto. Metan w czasie procesu urabiania węgla wydziela się do powietrza w kopalni i ulega rozrzedzeniu, tworząc w wyniku regulacji strumienia powietrza mieszaniny metanowo-powietrzne (MWENT) zawierające od 0,0 do 0,75% metanu (górna granica określona w polskich górniczych przepisach bezpieczeństwa).

Zasoby metanu w mieszaninie z powietrzem

W polskich kopalniach węgla kamiennego metanowość bezwzględna od roku 2001 systematycznie rośnie mimo zmniejszania się liczby kopalń oraz wydobycia. W roku 2001 metanowość bezwzględna wynosiła 743,7 mln m3/rok (1415 m3/min), przy czym wentylacyjnie odprowadzono 529,4 mln m3/rok (1007,2 m3/min), a systemem odmetanowania ujęto 214,3 mln m3/rok (406,8 m3/min).

Natomiast w 2006 r. metanowość bezwzględna wynosiła 871 mln m3/rok (1657,2 m3/min), wentylacyjnie odprowadzono 581 mln m3/rok (1105,4 m3/min), a systemem odmetanowania ujęto 290 mln m3/rok (551,8 m3/min) [1]. Z rysunku 1 wynika, że roczne zasoby metanu w powietrzu wentylacyjnym kopalń węgla kamiennego z roku na rok zwiększają się. Tylko w 50% zasoby te były wykorzystane jako paliwo w instalacjach ciepłowniczo-energetycznych.

Możliwości techniczne wykorzystania metanu w instalacjach ciepłowniczo-energetycznych

Liczne prace badawczo-rozwojowe prowadzone w ostatnich latach doprowadziły do powstania wielu technologii i urządzeń, które umożliwiają wykorzystanie metanu z powietrza wentylacyjnego jako paliwa. Jednakże najważniejszym problemem jest zapewnienie mieszaniny metanowo-powietrznej o koncentracji metanu co najmniej od 0,5% do 1,0%, aby urządzenia – reaktory spalające metan – mogły pracować efektywnie ekonomicznie. Podstawowe założenia wykorzystania metanu z powietrza wentylacyjnego przedstawia rys. 2.

Najważniejszymi urządzeniami instalacji są:

  1. urządzenia do pobierania gazów MWENT (powietrze i metan) z szybu wentylacyjnego kopalni,
  2. urządzenia do transportu MWENT do reaktorów spalających metan,
  3. reaktory spalające metan z MWENT i wytwarzające spaliny zawierające głównie dwutlenek węgla oraz energię cieplną,
  4. wymienniki ciepła gaz–woda, umożliwiające wykorzystanie energii cieplnej dla celów energetycznych, np. ogrzewania lub produkcji energii elektrycznej,
  5. kominy odprowadzające spaliny do atmosfery.

Cieplny reaktor przepływowo-rewersyjny TFRR (VOCSIDIZER)

Vocsidizer został opracowany przez amerykańską firmę Megtec Systems i jest reaktorem, w którym następują cykliczne procesy samozapalenia metanu i wydzielania ciepła do złoża [4]. Schemat urządzenia przedstawia rysunek 3. TFRR składa się ze złoża, wykonanego ze żwiru krzemionkowego lub ceramiki, które pełni rolę wymiennika ciepła z umieszczonymi wewnątrz instalacjami elektrycznymi służącymi do podgrzewania.

Odpowiedni przepływ mieszaniny

MWENT przez złoże zapewniony jest poprzez szereg kanałów i zaworów. TFRR działa na zasadzie regeneracyjnej wymiany ciepła pomiędzy przepływającym gazem a wymiennikiem ciepła i medium. Aby zainicjować proces, elektryczne podgrzewacze umieszczone w wymienniku ciepła są podgrzewane do temperatury umożliwiającej utlenianie się metanu (około 1000°C) lub wyższej.

   19.12.2008

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Czym mogą Cię zaskoczyć nowoczesne pompy do wody »

pompy do wody

 



Zadbaj o bezpieczeństwo swoje i swoich pracowników » Szukasz partnera w projektowaniu inżynieryjnym i specjalistycznym? »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go już dziś »

 


Jak projektować instalacje najwyższej jakości »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jakich zabezpieczeń wentylatorów dachowych potrzebujesz »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Czy klimatyzacja jest zdrowa »

wentylacja

 



Kompendium wiedzy o procesach wymiany ciepła » Czy ogrzewanie może wpływać na nasze zdrowie »
pompy woda powietrze pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Jak dobrze odseparować wodę kanalizacyjna od gruntowej »

studzienka kanalizacyjna

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
7-8/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 7-8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - WT 2021 dla budynków wielorodzinnych
  • - Klimakonwektory, belki i sufity chłodzące
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl