Утилизация углеводородных газов

Одним из перспективных направлений деятельности - разработка и поставка оборудования, предназначенного для утилизации и когенерации шахтного газа-метана и свалочного газа. 

Метан – это один из основных парниковых газов, выброс которых в атмосферу вызывает ее загрязнение. Основное количество метана в атмосферу попадает при добыче каменного угля в шахтах, с полигонов твердых бытовых отходов. При концентрации метана в воздухе 5÷15% смесь становится взрывоопасной. Согласно официальной статистике, смерть почти каждого второго шахтера в Украине связана с метаном. Кроме этого, выделение метана в горных выработках является сдерживающим фактором увеличения добычи угля.

Шахтный газ удаляется из подземных выработок через шахтную систему вентиляции и дегазации, выбросом в атмосферу, что наносит необратимый урон экологии. По оценкам зарубежных и отечественных экспертов Украина занимает четвертое место в мире после Китая, России и Канады за ресурсным потенциалом метана в угольных месторождениях, который превышает ресурсы природного газа в 3-4 раза.

Извлечение метана с помощью систем утилизации позволит решить не только проблему безопасности шахтеров, но и снизить выбросы парниковых газов. Предприятия смогут продать полученные единицы сокращения выбросов (ЕСВ) на международном рынке за счет реализации Киотского протокола. По различным оценкам, ежегодно под отдельные проекты в Украине этот механизм позволит привлекать от 1,5 до 50 млн. евро.

В 2008 году разработана и поставлена первая единичная партия установок, предназначенных для утилизации шахтного газа-метана, которые нашли свое применение на ряде шахт. 

Установки обеспечивают откачивание газа из шахты и его утилизацию через сжигание, а также подачу Потребителю для энергетического применения без использования традиционных жидкостно-кольцевых вакуумных насосов ВВН.

Установка компрессорная газоутилизационная УКГ-5/8 (рисунок 1) предназначена для утилизации шахтного газа (действующих и закрытых шахт) через сжигания его в специальной камере и предотвращения этим выделения в атмосферу вредного парникового газа - метана (СН4), или его подачи на оборудование для энергетического применения (получения электричества и тепла).

Основными потребителями установки являются предприятия угольной промышленности и жилищно-коммунального хозяйства.

Оборудование установки размещается в 20-ти футовом контейнере, выполненном в шумозаглушенном и утепленном исполнении. Контейнер защищает оборудование от механических повреждений и воздействия окружающей среды.

Установка УКГ-5/8 состоит из:
- машинного отделения;
- отделения камеры сжигания;
- распределительного отделения;
- трубы факела;
- контейнера;
- системы автоматического управления, защиты и контроля.

Взрывозащищенность установки обеспечивается следующими конструктивными решениями:
·  Непрерывным контролем содержания метана в воздухе машинного отделения и шкафа газоанализатора. При регистрации датчиками метана в любом из этих помещений концентрации 0,5 % (10 % НКПВ) включается аварийная сигнализация и принудительная вентиляция помещения. При концентрации метана 1% происходит аварийное отключение электропитания всей установки.
·  Непрерывным контролем состава метано-воздушной смеси на входе в установку. Пуск установки будет разрешен лишь при содержании метана с концентрацией 25% и более.
·  Использованием взрывозащищенного электрооборудования установки.
·  Применением сертифицированных пламепреградителей совместно с датчиками температуры.

Степень автоматизации установки
·  Установка выполнена для автоматической непрерывной эксплуатации без постоянного надзора.
·  Пусковой процесс полностью автоматизирован, тем не менее, при необходимости, конструкция установки позволяет производить запуск и в ручную.
·  Ведется контроль и запись всех необходимых параметров (температуры, давления, количество утилизированного метана) для реализации проекта утилизации в рамках Киотского протокола.
·  Установлена система удаленного мониторинга.

Варианты применения установки

Установка может работать самостоятельно с электроснабжением:
- от общей энергосети (рисунок 2);

Рисунок 2 Схема размещения установки  УКГ-5/8

- от газовой контейнерной теплоэлектростанции (КТЭС) (рисунок 3). В этом варианте газ на КТЭС подается от установки, а излишнее количество газа сжигает-ся в самой установке.

Рисунок 3 Схема энергетического использования установки УКГ-5/8

В зависимости от метанообильности дегазационных скважин, его отсасывание может осуществляться одной или несколькими параллельно работающими установками (рисунок 4). При этом система управления высшего уровня будет автоматически регулировать работу установок, отключая или включая каждую из них в зависимости от расхода газа.

Рисунок 4 Схема управления установками УКГ-5/8

Рисунок 5 Схема энергетического использования установки УКГ-5/8

Любой полигон твердых бытовых отходов (ТБО) представляет собой большой биохимический реактор, в недрах которого в процессе эксплуатации, а также в течении нескольких десятилетий после закрытия в результате разложения отходов растительного и животного происхождения образуется свалочный газ, представляющий собой смесь метана и углекислого газа. Неизбежное попадание свалочного газа в атмосферу сопровождается выбросами загрязняющих органических веществ. Наличие не метановых органических соединений является причиной неприятного запаха, распространяющегося в окрестностях полигона. Некоторые из органических веществ обладают выраженным токсичным действием. Одним из вариантов решения данной проблемы является применение утилизационных установок в системах по сбору свалочного газа.

Рисунок 6 Схема энергетического использования установки УКГ-5/8

 

Подбор компрессора