一種煤礦低濃度瓦斯綜合利用與減排系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種煤礦低濃度瓦斯綜合利用與減排系統(tǒng)，包括瓦斯抽排裝置、通風(fēng)裝置、發(fā)電機(jī)組、抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器、乏風(fēng)-煙氣混合器、氧化裝置以及蒸汽輪機(jī)，瓦斯抽排裝置與發(fā)電機(jī)組相連，發(fā)電機(jī)組與配電站相連，抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器與瓦斯抽排裝置相連，抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器與通風(fēng)裝置相連，抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器與乏風(fēng)-煙氣混合器相連，乏風(fēng)-煙氣混合器與發(fā)電機(jī)組相連，乏風(fēng)-煙氣混合器與氧化裝置相連，氧化裝置與蒸汽輪機(jī)相連，蒸汽輪機(jī)與配電站相連。本實(shí)用新型將余熱換熱器出口煙氣與乏風(fēng)混合后輸入氧化裝置，使煙氣中的熱量進(jìn)一步回收利用，而且煙氣中甲烷經(jīng)氧化裝置氧化后再排空，減少了環(huán)境污染，從而實(shí)現(xiàn)煤礦瓦斯的零排放。
【專利說明】一種煤礦低濃度瓦斯綜合利用與減排系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及低濃度瓦斯利用【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種煤礦低濃度瓦斯綜合利用與減排系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]甲烷含量低于30%的瓦斯稱為低濃度瓦斯，根據(jù)利用方式的不同，又將低濃度瓦斯分為甲烷濃度為6%~30%的低濃度瓦斯和甲烷濃度低于6%的低濃度瓦斯。對(duì)于甲烷濃度為6%~30%的低濃度瓦斯，其利用的主要技術(shù)途徑是采用煤礦低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組和輸送安全保障技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低濃度瓦斯發(fā)電。在低濃度煤礦瓦斯內(nèi)燃機(jī)直接發(fā)電方面，勝動(dòng)集團(tuán)是世界上第一家成功研制低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組的公司，可將濃度高于6%的低濃度瓦斯轉(zhuǎn)換成電能。
[0003]甲烷濃度低于6%的低濃度瓦斯主要來源是礦井乏風(fēng)?，F(xiàn)有技術(shù)中，有關(guān)煤礦乏風(fēng)瓦斯的利用裝置有美國(guó)Sequa公司在MEGTEC系統(tǒng)中公布的可用于處理煤礦乏風(fēng)的熱力TFRR燃燒器和加拿大CANMET能源技術(shù)研制的CFRR催化燃燒器。其工作原理是采用可再生熱交換器實(shí)現(xiàn)氣固之間的能量傳輸和轉(zhuǎn)移，該反應(yīng)器的關(guān)鍵是將送入反應(yīng)器中的氣體不斷變換流動(dòng)方向，使氣體在蓄熱體中吸熱升溫，以保證氧化過程的自維持。CFRR燃燒器和TFRR燃燒器工作原理和構(gòu)造大體相同，主要區(qū)別是催化逆流反應(yīng)器使用了氧化催化劑，降低了瓦斯氧化所需要的溫度。
[0004]現(xiàn)有的關(guān)于低濃度瓦斯利用技術(shù)存在以下缺點(diǎn):(I)低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組中由于甲烷燃燒不充分，機(jī)組排煙甲烷濃度仍為2.0%以上，而且從余熱換熱器出口排出的煙氣溫度高達(dá)200°C，如將其直接排空，既造成能源的浪費(fèi)，也造成環(huán)境污染；(2)煤礦乏風(fēng)瓦斯熱逆流氧化裝置由于乏風(fēng)瓦斯?jié)舛鹊?，且不穩(wěn)定，氧化裝置運(yùn)行不穩(wěn)定，甚至無法維持自運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能源利用率高且對(duì)環(huán)境無污染的煤礦低濃度瓦斯綜合利用與減排系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型解決上述問題的技術(shù)方案是:一種煤礦低濃度瓦斯綜合利用與減排系統(tǒng)，包括瓦斯抽排裝置、通風(fēng)裝置、發(fā)電機(jī)組、抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器、乏風(fēng)-煙氣混合器、氧化裝置以及蒸汽輪機(jī)，所述瓦斯抽排裝置通過抽排瓦斯輸送管路與發(fā)電機(jī)組相連，發(fā)電機(jī)組與配電站相連，瓦斯抽排裝置抽排的瓦斯經(jīng)抽排瓦斯輸送管路送入發(fā)電機(jī)組發(fā)電，發(fā)電機(jī)組所產(chǎn)電量輸送至配電站，所述抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器通過摻混輸送管路與瓦斯抽排裝置相連，抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器通過乏風(fēng)輸送管路與通風(fēng)裝置相連，抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器通過混合器連接管路與乏風(fēng)-煙氣混合器相連，乏風(fēng)-煙氣混合器與發(fā)電機(jī)組相連，所述乏風(fēng)-煙氣混合器通過混合氣體輸送管路與氧化裝置相連，氧化裝置通過蒸汽輸送管路與蒸汽輪機(jī)相連，蒸汽輪機(jī)與配電站相連，瓦斯抽排裝置抽排的瓦斯經(jīng)摻混輸送管路送入抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器并與來自通風(fēng)裝置的乏風(fēng)于抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器中進(jìn)行摻混，摻混后的氣體與來自發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的煙氣在乏風(fēng)-煙氣混合器中再次進(jìn)行摻混，乏風(fēng)-煙氣混合器中摻混的混合氣體經(jīng)混合氣體輸送管路送入氧化裝置，氧化裝置產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)蒸汽輸送管路送入蒸汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電，蒸汽輪機(jī)所產(chǎn)電量輸送至配電站。
[0007]上述煤礦低濃度瓦斯綜合利用與減排系統(tǒng)還包括余熱換熱器，所述余熱換熱器置于發(fā)電機(jī)組與乏風(fēng)-煙氣混合器之間，發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的煙氣經(jīng)余熱換熱器后送入乏風(fēng)-煙氣混合器中。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0009]I)本實(shí)用新型將部分抽排瓦斯和乏風(fēng)進(jìn)行摻混后送入氧化裝置，提高了乏風(fēng)瓦斯?jié)舛龋欣谘趸b置的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行；
[0010]2)本實(shí)用新型將余熱換熱器出口煙氣與乏風(fēng)混合后輸入氧化裝置，使煙氣中的熱量進(jìn)一步回收利用，而且煙氣中甲烷經(jīng)氧化裝置氧化后再排空，減少了環(huán)境污染，從而實(shí)現(xiàn)煤礦瓦斯的零排放。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0013]如圖1所示，本實(shí)用新型包括瓦斯抽排裝置1、通風(fēng)裝置2、發(fā)電機(jī)組3、余熱換熱器
4、抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器5、乏風(fēng)-煙氣混合器6、氧化裝置7、蒸汽輪機(jī)8、配電站9、抽排瓦斯輸送管路10、煙氣輸送管路11、排氣管路12、乏風(fēng)輸送管路13、摻混輸送管路14、混合器連接管路15、混合氣體輸送管路16、蒸汽輸送管路17、蒸汽輪機(jī)電力輸送線路18和電力輸送線路19，所述瓦斯抽排裝置I通過抽排瓦斯輸送管路10與發(fā)電機(jī)組3相連，瓦斯抽排裝置I通過摻混輸送管路14與抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器5相連，所述通風(fēng)裝置2通過乏風(fēng)輸送管路13與抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器5相連，所述發(fā)電機(jī)組3通過電力輸送線路19與配電站9相連，發(fā)電機(jī)組3通過煙氣輸送管路11與余熱換熱器4相連，余熱換熱器4通過排氣管路12與乏風(fēng)-煙氣混合器6相連，抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器5通過混合器連接管路15與乏風(fēng)-煙氣混合器6相連，乏風(fēng)-煙氣混合器6通過混合氣體輸送管路16與氧化裝置7相連，氧化裝置7通過蒸汽輸送管路17與蒸汽輪機(jī)8相連，蒸汽輪機(jī)8通過蒸汽輪機(jī)電力輸送線路18與配電站9相連。
[0014]本實(shí)用新型的工作原理如下:瓦斯抽排裝置I所抽排的瓦斯一部分經(jīng)抽排瓦斯輸送管路10送入發(fā)電機(jī)組3，另一部分經(jīng)摻混輸送管路14與來自通風(fēng)裝置2的乏風(fēng)于抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器5中按相應(yīng)比例進(jìn)行摻混，使乏風(fēng)瓦斯?jié)舛忍岣?；發(fā)電機(jī)組3所產(chǎn)生高溫?zé)煔饨?jīng)煙氣輸送管路11送入余熱換熱器4對(duì)其熱量回收利用，余熱換熱器4排出的煙氣經(jīng)排氣管路12送入乏風(fēng)-煙氣混合器6中，與來至抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器5中的氣體再次摻混，使混合氣體溫度和瓦斯?jié)舛冗M(jìn)一步提高；混合后的氣體經(jīng)混合氣體輸送管路16送入氧化裝置7，氧化裝置7所生產(chǎn)的高溫高壓蒸汽經(jīng)蒸汽輸送管路17送至蒸汽輪機(jī)8用于發(fā)電，蒸汽輪機(jī)8所產(chǎn)電與發(fā)電機(jī)組3所發(fā)電分別經(jīng)蒸汽輪機(jī)電力輸送線路18和電力輸送線路19輸送至配電站9。
[0015]本實(shí)用新型將抽排瓦斯和乏風(fēng)進(jìn)行摻混，提高了乏風(fēng)瓦斯的濃度，有利于氧化裝置7的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行；同時(shí)，發(fā)電機(jī)組3所產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)余熱換熱器4進(jìn)行余熱回收，再讓其與乏風(fēng)混合后輸入氧化裝置7，使煙氣中的熱量進(jìn)一步回收利用，而且煙氣中甲烷經(jīng)氧化裝置氧化后再排空，減少了環(huán)境污染，從而實(shí)現(xiàn)煤礦瓦斯的零排放。
[0016]以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些變形和改進(jìn)都不會(huì)影響本實(shí)用新型實(shí)施的效果，應(yīng)該視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種煤礦低濃度瓦斯綜合利用與減排系統(tǒng)，其特征在于:包括瓦斯抽排裝置、通風(fēng)裝置、發(fā)電機(jī)組、抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器、乏風(fēng)-煙氣混合器、氧化裝置以及蒸汽輪機(jī)，所述瓦斯抽排裝置通過抽排瓦斯輸送管路與發(fā)電機(jī)組相連，發(fā)電機(jī)組與配電站相連，瓦斯抽排裝置抽排的瓦斯經(jīng)抽排瓦斯輸送管路送入發(fā)電機(jī)組發(fā)電，發(fā)電機(jī)組所產(chǎn)電量輸送至配電站，所述抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器通過摻混輸送管路與瓦斯抽排裝置相連，抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器通過乏風(fēng)輸送管路與通風(fēng)裝置相連，抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器通過混合器連接管路與乏風(fēng)-煙氣混合器相連，乏風(fēng)-煙氣混合器與發(fā)電機(jī)組相連，所述乏風(fēng)-煙氣混合器通過混合氣體輸送管路與氧化裝置相連，氧化裝置通過蒸汽輸送管路與蒸汽輪機(jī)相連，蒸汽輪機(jī)與配電站相連，瓦斯抽排裝置抽排的瓦斯經(jīng)摻混輸送管路送入抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器并與來自通風(fēng)裝置的乏風(fēng)于抽排瓦斯-乏風(fēng)混合器中進(jìn)行摻混，摻混后的氣體與來自發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的煙氣在乏風(fēng)-煙氣混合器中再次進(jìn)行摻混，乏風(fēng)-煙氣混合器中摻混的混合氣體經(jīng)混合氣體輸送管路送入氧化裝置，氧化裝置產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)蒸汽輸送管路送入蒸汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電，蒸汽輪機(jī)所產(chǎn)電量輸送至配電站。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦低濃度瓦斯綜合利用與減排系統(tǒng)，其特征在于:還包括余熱換熱器，所述余熱換熱器置于發(fā)電機(jī)組與乏風(fēng)-煙氣混合器之間，發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的煙氣經(jīng)余熱換熱器后送入乏風(fēng)-煙氣混合器中。
【文檔編號(hào)】F02G5/02GK203655468SQ201420033071
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】王鵬飛, 馮濤, 陳麗娟, 馬平原, 蔡潔, 王海真 申請(qǐng)人:湖南科技大學(xué)