專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用低濃度瓦斯或乏風(fēng)的發(fā)電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電方法，特別涉及一種利用低濃度瓦斯或乏風(fēng)的發(fā)電方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)是煤炭大國(guó)，也是世界上因采煤活動(dòng)排放煤層氣最多的國(guó)家，每年向大氣排放甲烷80 100億m3。由于甲烷是一種強(qiáng)烈的溫室氣體，其溫室效應(yīng)約為(X)2的21倍，在大氣環(huán)境中，甲烷對(duì)全球溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)率高達(dá)18%，僅次于C02。因此開(kāi)發(fā)利用煤層氣不僅可以增加潔凈能源供應(yīng)、改善煤礦安全生產(chǎn)，并且可以有效保護(hù)全球環(huán)境。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，濃度在10%以上的瓦斯得到了一定程度的利用，其中一個(gè)主要用途是采用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電。但由于瓦斯的爆炸極限在5% 15%，因此在利用濃度在10%左右的瓦斯時(shí)，瓦斯的有效、安全輸送就是一個(gè)關(guān)鍵，雖然現(xiàn)在有一些輸送方法， 但都比較繁瑣，且投資較大，維護(hù)麻煩。而將濃度在爆炸極限內(nèi)的瓦斯稀釋到5%以下就可以進(jìn)行最常規(guī)的簡(jiǎn)單輸送，但由于內(nèi)燃機(jī)的燃燒、控制等特性決定對(duì)甲烷濃度低于6%的超低濃度瓦斯進(jìn)行常規(guī)的內(nèi)燃機(jī)發(fā)電利用是不可能的。還有目前煤礦通風(fēng)瓦斯“乏風(fēng)”，即指甲烷濃度低于0.75%的煤礦瓦斯。據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)每年由乏風(fēng)排入大氣的甲烷相當(dāng)于西氣東輸1年的輸氣量，產(chǎn)生的溫室氣體效應(yīng)約為2億噸二氧化碳當(dāng)量。風(fēng)排瓦斯雖然濃度極低，但總量特別巨大，所含的甲烷約占我國(guó)煤礦瓦斯甲烷總量的81%，1年的排放量在150億立方米以上。如果不加以利用，不僅大量熱能白白浪費(fèi)，同時(shí)增加溫室氣體排放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用低濃度瓦斯或乏風(fēng)的發(fā)電方法，該方法利用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)將低濃度瓦斯或乏風(fēng)轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)減少溫室氣體排放。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種利用低濃度瓦斯或乏風(fēng)的發(fā)電方法，其特征在于將低濃度瓦斯直接或與空氣摻混后通入燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)空氣進(jìn)氣口，作為燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的空氣進(jìn)入燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，并與燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)燃料進(jìn)氣口進(jìn)入的燃?xì)膺M(jìn)行混合后進(jìn)入氣缸，經(jīng)壓縮、燃燒，膨脹，推動(dòng)活塞并帶動(dòng)曲軸做功并發(fā)電。上述的低濃度瓦斯是指甲烷體積濃度低于4%或通過(guò)摻混空氣而使甲烷體積濃度降至低于4%的煤礦瓦斯。上述乏風(fēng)是指甲烷體積濃度低于0. 75%的煤礦通風(fēng)瓦斯。上述燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)燃料進(jìn)氣口進(jìn)入的燃?xì)饪梢允羌淄轶w積濃度大于30%的煤層氣或凈化后的發(fā)生爐煤氣。本發(fā)明將甲烷濃度小于4%的低濃度瓦斯或煤礦通風(fēng)瓦斯中的化學(xué)能經(jīng)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)化為高品位的電能；還可將在爆炸范圍(甲烷濃度在5 15% )并難于安全輸送的瓦斯通過(guò)摻混空氣降低到不燃燒的4%濃度以下，通過(guò)常規(guī)輸送管線輸送給燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，將低濃度瓦斯轉(zhuǎn)化為電能，從而使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了低濃度瓦斯安全、有效地利用，降低溫室氣體排放。利用技術(shù)可降低燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)燃料量的10% 45%。


圖1為本發(fā)明低濃度瓦斯利用技術(shù)流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。參見(jiàn)附圖1，為本發(fā)明的流程簡(jiǎn)圖，其中包括瓦斯輸送管線1、空氣濾清器2、燃?xì)庹{(diào)節(jié)器3、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)進(jìn)氣腔4和燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)氣缸5。本發(fā)明工藝流程，闡述如下如圖1所示，甲烷濃度小于4%的低濃度瓦斯或煤礦通風(fēng)瓦斯通過(guò)與空氣濾清器2 相連的瓦斯輸送管線1直接進(jìn)入燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)進(jìn)氣腔4，并與從燃?xì)庹{(diào)節(jié)器3進(jìn)入的可燃?xì)怏w混合后，進(jìn)入到燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)氣缸5內(nèi)，低濃度瓦斯和可燃?xì)怏w所形成的混合氣體在氣缸內(nèi)壓縮、燃燒膨脹，做功，推動(dòng)燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，曲軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，之后溫度為500 600°C的煙氣從排氣道排出或進(jìn)入余熱鍋爐進(jìn)行余熱回收。對(duì)于甲烷體積濃度大于4%的低濃度瓦斯則需要先玉空氣摻混使之甲烷濃度降至低于4%以后，再通過(guò)燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的空氣濾清器的空氣進(jìn)氣口，作為燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的空氣進(jìn)入燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)。以上所述，僅是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案提出的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用低濃度瓦斯或乏風(fēng)的發(fā)電方法，其特征在于將低濃度瓦斯直接或與空氣摻混后通入燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)空氣進(jìn)氣口，作為燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的空氣進(jìn)入燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，并與燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)燃料進(jìn)氣口進(jìn)入的燃?xì)膺M(jìn)行混合后進(jìn)入氣缸，經(jīng)壓縮、燃燒，膨脹，推動(dòng)活塞并帶動(dòng)曲軸做功并發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用低濃度瓦斯或乏風(fēng)的發(fā)電方法，其特征在于上述的低濃度瓦斯是指甲烷體積濃度低于4%或通過(guò)摻混空氣而使甲烷體積濃度降至低于4% 的煤礦瓦斯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用低濃度瓦斯或乏風(fēng)的發(fā)電方法，其特征在于上述乏風(fēng)是指甲烷體積濃度低于0. 75%的煤礦通風(fēng)瓦斯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用低濃度瓦斯或乏風(fēng)的發(fā)電方法，其特征在于上述燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)燃料進(jìn)氣口進(jìn)入的燃?xì)饪梢允羌淄轶w積濃度大于30 %的煤層氣或凈化后的發(fā)生爐煤氣。
全文摘要
一種利用低濃度瓦斯或乏風(fēng)的發(fā)電方法，將低濃度瓦斯直接或與空氣摻混后通入燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)空氣進(jìn)氣口，作為燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的空氣進(jìn)入燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，并與燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)燃料進(jìn)氣口進(jìn)入的燃?xì)膺M(jìn)行混合后進(jìn)入氣缸，經(jīng)壓縮、燃燒，膨脹，推動(dòng)活塞并帶動(dòng)曲軸做功并發(fā)電。本發(fā)明不僅可以直接利用小于4％的低濃度瓦斯或乏風(fēng)，還可以將處于爆炸極限濃度在5～15％的瓦斯與空氣摻混后進(jìn)行利用。此利用技術(shù)可降低燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)燃料量10％～45％。
文檔編號(hào)F02B63/04GK102367767SQ20111032647
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者朱華東, 董聯(lián)革 申請(qǐng)人:朱華東, 董聯(lián)革