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可再生能源和可持续能源的评论 矿井通风空气甲烷作为可持续能源的来源 Izzet Karakurt, Gokhan Aydin, Kerim Aydiner Karadeniz Technical University, Department of Mining Engineering, 61080 Trabzon, Turkey 文章信息 文章历史：从2010年6月23日到2010年11月12日 关键词：全球变暖 温室效应 甲烷 煤矿 通风空气 摘要：甲烷的来源之一是地下煤矿开采释放大量的甲烷。煤矿中大约70%的甲烷是通过通风空气排放到大气中。更不幸的是，由于低浓度甲烷在空气通风中仅占有(0.1 - -1.5%)，使其有效利用率相当低。但是，由于全球变暖，通过氧化作用甲烷可减少95%。在氧化过程中我们可以回收大量能量。在这项研究中，以现有的发展方法，基于甲烷的氧化特性，讨论了VAM（煤矿乏风）的缓解和利用的方法。同时关于甲烷的主要操作参数如燃烧法、技术可行性和工程试用性也进行了讨论。 2010年艾斯维尔有限公司，保留所有权。 目录 1.介绍 1 2.VAM的缓解和利用 4 3.甲烷氧化机制 6 4． 辅助使用通风空气甲烷 7 4.1．粉状燃煤发电站 8 4.2．混合废物/煤炭/尾矿/甲烷燃烧单元 8 4.3．内燃机 9 4.4．传统燃气涡轮机 9 5.主要使用VAM 10 5.1．热逆流反应堆技术(TFRR) 10 5.2．催化逆流反应堆(CFRR) 12 5.3．Catalytic-monolith反应堆(CMR) 13 5.4．稀薄燃烧燃气机（涡轮机） 13 5.5．集中器 14 6．结论 15 7.参考文献 16 1.介绍 温室气体的排放,主要来自燃烧化石燃料、工业生产、交通运输、农业设施和废物管理流程等活动。累积在大气中的温室气体导致了地球温度的增加。由于全球气温的增加,预计将会影响社会经济领域重要的变化,同时生态系统和人类的生活也将产生重大改变。 二氧化碳、甲烷、氮氧化物和氯氟化碳对全球变暖和环境问题有至关重要的影响。认为排放二氧化碳的速度占温室气体排放总量的74%。图1中给出了甲烷，氧化氮和二氧化碳在全球变暖中的比重。 甲烷保存热量的能力是二氧化碳的20倍。尽管事实上，甲烷是人为温室气体排放中的第二大贡献者，但至少它像二氧化碳一样同样影响了气候变化。1990年至2005年温室气体中CO2的含量已在图2中给出，甲烷排放在1990 - 2005年期间逐渐增加,这些增加预计将保持他们的未来趋势。到2020年煤炭开采和农业作为主要贡献部分大约会增加12-16%。 Fig2.0 1990-2005年间温室气体改变 甲烷释放主要来自农业、能源、工业和废物处理领域。能源行业是人为甲烷排放的第二大贡献者占（30%）。能源行业中煤炭开采，固定与移动燃烧和生物质燃烧也导致了甲烷和天然气的排放。煤炭开采排放占能源行业排放的22%(图3)。 来自采矿作业中排放气体的含量与煤层的煤阶和深度成函数关系。煤阶是一个煤的碳含量的测量。较深的煤层中通常意味着更高的碳含量，同时甲烷的含量也就越高。各种煤中无烟煤和半无烟煤的煤阶最高,而泥炭和褐煤最低。煤层深度的重要性关系到了煤炭的压力强度。煤炭压力随煤层深度增加而增加，防止了甲烷迁移到表面。因此，地下采矿作业通常比地表采矿释放出更多的甲烷。 煤层甲烷含量随深度增加而增加。煤床以下100米甲烷含量0.02立方米/吨。甲烷浓度增加到7.069立方米/吨，煤层在2000米深度。Singh et. al.. 发现了印度煤层的相关性.他们发现煤层深度每增加100米甲烷含量增加1.3立方米。 甲烷是在被开采过程中并通过通风设备时被排放出来的。稀释过的甲烷是通过尾气排放到大气中的。这种气体称为“通风空气甲烷(VAM)”并有很低的甲烷浓度。在VAM阀值中低浓度的甲烷是矿井空气中所含甲烷浓度的极限值。然而，他所负责排放甲烷的60-70%都与煤的开采有关。 除了影响煤矿生产过程的连续性,甲烷在全球变暖中起到了重要影响。回收、利用不仅可能用来克服对环境影响的不利影响，还可以利用甲烷作为能量来源。煤矿排放的甲烷在甲烷排放有重要的份额，是甲烷的主要来源之一。在美国，煤炭开采产生的420亿立方英尺的甲烷是通过排水系统排放的，大约1000亿立方英尺的甲烷是作为通风空气被排放。这是所有国家大部分煤炭开采实践最相同的理由。因此,煤矿乏风可以被视为甲烷排放的主要来源。 该项目在理论上论述了甲烷减排与回收利用方法适合通风空气甲烷。这些方法也对他们的