煤矿瓦斯，也称煤层气，它的主要成分是甲烷，是全球排放量第二大的温室气体，占全球温室气体排放20%以上。瓦斯本身无毒，但易燃易爆，是煤矿的主要灾害之一。

    2023年11月，由生态环境部、外交部、国家发展改革委等11个部门联合发布了全面且专门针对甲烷排放控制的政策文件《甲烷排放控制行动方案》，旨在鼓励煤炭企业加大瓦斯抽采利用力度，计划到今年（2025年）实现煤矿瓦斯年利用量达到60亿立方米的目标。

    此外，生态环境部于2024年7月发布了关于煤矿低浓度瓦斯利用的方法学征求意见稿，并修订了煤层气排放标准，将低浓度甲烷（≤8%）纳入碳减排项目（CCER），以促进甲烷的有效管理。通过CCER机制，低浓度瓦斯从“直接排放”转向“减排创收”，推动煤炭行业向绿色低碳转型，激发企业参与动力。

    根据IPCC提供的增温潜势数值表明，同等质量的甲烷造成温室气体效应是二氧化碳的20倍以上。所以，要实现碳中和，甲烷减排势在必行。

我国甲烷排放领域分布

    根据2023年《中华人民共和国气候变化第三次两年更新报告》，我国的甲烷排放主要来自于化石能源的生产和使用（包括煤矿开采逸散和油气系统）、农业、废弃物处理等活动，其中能源领域是最大的甲烷排放源，占排放总量的42%，是现阶段的重点控排领域。

不同浓度瓦斯主要处理方式

    由此可见，中、高浓度瓦斯已用于民用、工业用气、压缩天然气和发电等。低浓度瓦斯大部分直接排入空气中，这部分瓦斯的比例占总瓦斯排放的60%以上，缺乏有效的利用方式，造成环境污染以及能源浪费。因此，煤矿低浓度瓦斯的治理和应用，是煤矿企业必须考虑的问题。

    煤矿低浓度瓦斯市场的综合利用前景：

    我国在煤矿瓦斯减排方面采取了一系列有力措施，从政策制定到技术创新，全方位推进煤矿瓦斯减排工作。随着相关技术和政策的不断完善，我国在全球应对气候变化的舞台上将继续发挥重要作用，为实现低碳目标贡献力量。

    山蓝环境煤矿低浓度瓦斯治理技术：

    对于浓度低于8%的瓦斯，我公司主要采用蓄热式催化氧化（RCO）、蓄热式高温氧化（RTO）技术进行处理。RCO蓄热式催化氧化技术成熟，它是通过混掺过程将瓦斯浓度控制在1%~1.2%，再经过RTO设备进行无焰氧化分解。

山蓝环境低浓度瓦斯治理-RTO工艺

    山蓝环境RTO/RCO蓄热式催化氧化技术是一种高效的低浓度瓦斯处理技术，适用于空气与浓度8%以下的低浓度瓦斯的混合物。该工艺流程从预留瓦斯管道接口开始，经过一系列的安全设备，然后通过掺混装置调整瓦斯浓度至适宜范围，再由主风机送入氧化炉中进行氧化处理，转化为无害的二氧化碳和水蒸气，最后产生的余热可用于发电和供暖。

低浓度瓦斯治理技术路线图

低浓度瓦斯治理工艺流程图

    低浓度瓦斯治理的工艺流程：

    1、通过矿井瓦斯抽采风机和管道，经过一系列的安全设备，低浓度瓦斯（CH₄<8%）被抽取上来。

    2、通过掺混装置调整瓦斯浓度至适宜范围：掺混系统通常采用两级设置，混合装置安装浓度传感器，根据甲烷的体积分数控制低浓度瓦斯输送总管线上的阀门控制单元，经第一级瓦斯掺混系统控制混合后甲烷的体积分数为2.5%，再经第二级瓦斯掺混系统控制混合后甲烷的体积分数<1.2%，通常控制在0.9%~1.0%。出现浓度异常时需执行瓦斯气紧急切断操作。

    3、RTO无焰氧化系统：在高温（800~1000℃）条件下，甲烷与氧气发生无焰氧化反，同时释放出大量热量，热量一部分用于RTO自身能源需求，另一部分富余热量可进行利用，产生经济效益。

    4、富余热量利用系统：富余热量以950℃高温气体的形式排放至余热利用系统，可用来产生蒸汽、热水、热风等形式进行再利用；富余热量足够多时还可以用来发电。

    气体掺混系统：

气体掺混系统

气体掺混系统流程图

    瓦斯混配系统主要由离心补新风风机、混配器、安全监控系统等组成。

    掺混系统采用两级设置，在混合装置后安装浓度传感器，根据甲烷的体积分数控制低浓度瓦斯输送总管线上的阀门控制单元，经第一级瓦斯掺混系统控制混合后甲烷的体积分数为2.5%，再经第二级瓦斯掺混系统控制混合后甲烷的体积分数<1.2%（0.9-1.1%）。

    控制系统通过前馈控制和负反馈控制相结合，实现了浓度调控的超前预判及混配后浓度及时反馈，从而保障了混配后瓦斯浓度的稳定性和准确性。

    为了预防混配过程出现意外，从安全方面还设计了浓度超限紧急处理系统。紧急处理控制优先于浓度调控控制， 实时在线监控混配系统的运行安全，其采用独立的浓度传感器、控制系统及终端执行机构。

    余热利用方式：

    瓦斯无焰氧化后产生的900℃以上高温气体的余热利用是提升能源效率和降低碳排放的重要环节：

    高温段（900℃以上）：优先发电或驱动燃气轮机，需要有大量的富余热量。

    中温段（300~800℃）：用于蒸汽生产、工业干燥等。

    低温段（＜300℃）：供热、制冷或预热助燃空气，提升无焰氧化系统效率。

    1、蒸汽发电

    适用于余热稳定、规模较大的场景。通过余热锅炉将高温气体热量转化为蒸汽，驱动汽轮发电机发电，可为 矿区或周边区域供电。

    2、矿区供暖

    利用余热加热热水或空气，为矿区建筑、井口防冻、洗浴热水等提供热源，替代燃煤锅炉，减少碳排放。

    3、工业流程应用

    煤泥干燥：高温气体直接或间接用于煤矿煤泥等副产品的干燥处理，降低水分含量，提升燃烧效率或资源化利用价值。

    瓦斯提纯预处理：利用余热为低浓度瓦斯提纯（如变压吸附、膜分离）提供热能，降低提纯能耗。

    山蓝环境低浓度瓦斯治理装置的优势和特点：

    1、反应速度快；

    2、氧化效率高，达99%以上；

    3、技术成熟，安全系数高；

    4、设计灵活，可为客户量身定制；

    5、产生的经济效益高，余热回收利用，可供发电、供暖等。