煤层气蓄热氧化热能调控模拟研究

为了提高煤层气蓄热氧化热能利用效率、实现热能最佳调配,对不同环境温度及不同时段的热能调配进行模拟研究,并在阳煤一矿杨坡堰低浓度煤层气蓄热氧化利用项目中验证调控效果。模拟研究表明：煤层气蓄热氧化利用系统中,夏季制冷机组热能利用量随温度升高而增大,冬季井筒加热及建筑供暖热能利用量随温度升高而减小,煤矿洗浴热能利用量在交班时呈现突变,通过调节各个热能利用装置的高温烟气进气量能实现各热能利用点的最佳匹配。在实际煤层气蓄热氧化利用项目运行过程中,以模拟研究结果指导的热能调控结果显示,当环境温度变化时,热输出端热媒介质温度保持稳定,有效地减少了能源浪费。     

低浓度煤层气利用技术研究现状及应用展望

煤矿低浓度煤层气及乏风瓦斯对空排放造成巨大的能源浪费,并造成显著的温室效应趋势,是煤矿最主要的温室气体排放源。按国家煤层气利用的发展规划,在“十三五”阶段将会有煤层气利用技术的广泛推广应用。针对煤层气利用技术,如煤层气深冷液化提纯技术、低浓度煤层气内燃机发电技术等,国内外已有较多科研院所及设备厂家开展了相关技术研究工作,探讨其合理高效利用的途径及实施方式。介绍了低浓度煤层气的主要技术利用途径,对各利用途径的优缺点及适用特点进行了剖析,并对各类技术途径的应用现状进行了阐述,对其应用前景进行了展望。     

低浓度瓦斯蓄热氧化利用研究

在城市化推进和能源消耗持续增加的背景下,煤矿企业作为能源消耗和生产单位,需要提高低碳生产和能源节约方面的重视,结合国家相关政策和煤矿企业在低浓度瓦斯排空上的特点,积极降低浓度瓦斯蓄热氧化技术代替传统的燃煤热风炉完成井筒加热,实现降低污染物排放的目标,提高资源的利用效率。结合某煤矿企业的实际生产,对低浓度瓦斯蓄热氧化技术的生产能力和工艺单元进行有效设计,通过和传统的取暖供热方式进行能耗比对,证明瓦斯蓄热氧化技术具有明显的节能减排效果,可以满足煤矿企业的可持续发展需要。     

煤层气蓄热氧化热能调控试验研究

为了提高低浓度煤层气蓄热氧化井筒加热工艺热能利用效率、减少资源浪费,以阳煤五矿小南庄低浓度煤层气蓄热氧化井筒加热项目为例,开展热能调控试验研究。得出热能调控的规律:井筒加热和建筑供暖的用能负荷均随环境温度的升高而减小;烟气调节阀的开度随环境温度升高而减小,原料气调节阀的开度随环境温度升高而减小;在一定温度范围内,主风机频率随环境温度升高而减小。在低浓度煤层气蓄热氧化井筒加热工艺运行过程中,当环境温度升高时,适当减小原料气调节阀开度,同时减小烟气调节阀开度并适当降低主风机频率,可以减少能源浪费,提高经济效益。     

低浓度瓦斯蓄热氧化供热系统的应用研究

介绍了低浓度瓦斯蓄热氧化技术原理,对蓄热氧化供热系统的掺混系统、蓄热氧化装置、热水加热系统和安全监控系统进行了重点阐述,并对低浓度瓦斯蓄热氧化供热系统的社会经济效益进行了分析。采用低浓度瓦斯蓄热氧化供热系统替代燃煤锅炉为煤矿供热,能够有效解决当前燃煤热风炉的大气污染物排放超标问题,具有良好的节能环保效益。     

煤矿区低浓度煤层气梯级利用技术研究进展

对当前我国煤层气抽采利用的现状及存在的问题进行了概述;根据抽采瓦斯浓度的不同,重点介绍了煤层气发电、蓄热氧化、物理萃取富集等各级低浓度煤层气主流利用技术的发展情况,并指出其中亟待解决的关键技术工艺难题及解决思路;分析强调了低浓度煤层气利用技术发展的重要性,并对其产业前景作出展望。     

低浓度瓦斯蓄热氧化后的热量调配方法探讨

以煤矿瓦斯气源条件及实际的冷、热及电负荷为基础,设计了一套瓦斯蓄热氧化冷热电联供的系统工艺流程。根据煤矿的供热需求,将全年划分为防冻、供暖、高冷、低冷4个供能期,并根据不同供能期的具体供能特点,按照热能品位由低至高的利用原则,对低浓度瓦斯氧化后蒸汽热能及其他余热热能进行统筹分配,用于制冷、供暖、洗浴和发电等。对该调配方法应用后的实际效果进行了评价,同时对该技术的应用前景进行了展望。     

低浓度煤层气电厂安全输送利用系统实践应用

基于能源结构发展趋势以及“双碳”战略背景下,开发利用煤层气资源具有十分重要的战略意义。由于自身性质影响,低浓度煤层气资源利用率较低,且主要用于发电。其中,燃气内燃机组发电以其适应能力强、占地面积小、启动时间短、发电效率高等优势得到广泛应用。在发电过程中,安全输送利用系统是低浓度煤层气安全高效发电的前提,结合煤层气爆炸管道传输特性,需配置防逆流、阻火泄爆、抑爆、阻爆等多重安全装置,同时应注意其水封、监测及响应时间以满足相关需要。由于低浓度煤层气抽采的不稳定性,为确保内燃机组高效运行,引入PID算法以实现压力、浓度参数的动态调整,为低浓度煤层气电厂安全高效稳定运行提供保障。     

低浓度煤层气资源利用现状及效益分析

低浓度煤层气一直是煤矿安全生产的重大隐患,同时也是煤田的伴生资源和洁净能源,煤层气抽采是控制煤矿瓦斯灾害的治本途径。对煤矿低浓度煤层气资源进行科学合理地治理、开采和利用,既符合国家节能减排的政策,也是顺应减轻瓦斯灾害威胁的要求,变害为利,变废为宝。因此,低浓度煤层气资源的利用具有很好的环保效益、经济效益和社会效益。     

乏风瓦斯蓄热氧化利用的技术经济分析

介绍了乏风瓦斯氧化的原理和氧化方式研究现状,对乏风瓦斯氧化后热能利用的技术性进行了探讨,并以采用蒸汽余热发电方式为例,对乏风瓦斯氧化及热能利用的经济性进行了具体分析。     

低浓度煤层气脱碳工艺模拟研究

低浓度煤层气深冷液化既可解决环境污染问题,又可利用能源资源,但液化前需对煤层气进行净化,脱除CO2等酸性气体。采用AMSIM模拟软件,考察了吸收塔填料高度、胺液循环量、胺液浓度、贫液温度、吸收塔压力等工艺参数对醇胺法脱碳装置气体净化度的影响,研究结果表明,在胺液循环量为35m3/h,MDEA浓度为40%,贫液温度57.5℃,吸收塔压力0.4MPa条件下,吸收效果较佳。     

低浓度煤矿区煤层气发电气体预处理

由于低浓度煤层气特性和抽放站条件限制,目前低浓度煤层气普遍没有进行预处理,进入发电机组的煤层气品质较差。为了改善机组运行状况,低浓度煤层气应进行预处理。本文提出了低浓度煤层气进行预处理的几项技术措施,并进行了综合性技术经济分析,为低浓度煤层气发电建设提供参考性意见。     

低浓度煤层气液化精馏塔运行工况分析

低浓度煤层气深冷液化装置的精馏塔的运行工况决定着装置的综合能耗和整体经济性.为了有效优化工艺,降低精馏塔操作负荷,结合实验数据及数值模拟方法,研究了原料气甲烷浓度和精馏塔的回流比对精馏塔设计参数和操作负荷的影响.研究结果表明:随着含氧煤层气气源浓度的增大,精馏塔塔顶冷凝器负荷减小,塔底再沸器负荷增大,为了提高甲烷的回收...     

乏风瓦斯蓄热氧化安全系统设计研究

为了保障乏风瓦斯蓄热氧化利用工程安全运行,分析了低浓度瓦斯输送系统、乏风瓦斯混配系统、乏风瓦斯蓄热氧化炉等工艺环节存在的安全风险。针对这些风险设计了同时基于水封阻火泄爆、自动抑爆、自动阻爆3种不同原理的瓦斯输送安全保障系统,以及混配瓦斯浓度超限紧急处理系统,防超温、防超压和自动泄爆的蓄热氧化炉运行综合安全保障系统。对山西阳煤五矿乏风瓦斯蓄热氧化井筒加热工程开展了安全系统设计,通过实际运行验证了设计的合理性、可靠性、稳定性。     

低浓度煤层气分布式提纯系统的研制与应用

为实现野外分布式地面抽采条件下的低浓度煤层气(CH_4≤30%)的安全增压集输,研制了由低浓度煤层气安全隔离系统、变压吸附系统和增压集输系统3部分组成的低浓度煤层气分布式提纯系统,该系统集安全隔离、低浓度煤层气提纯和增压集输3个功能于一体,具有小型、撬装、安全、节能、环保等特点。晋城矿区典型地面钻井的工业性试验表明:采用该提纯系统前,地面钻井的CH_4抽采浓度为20%~35%,且只能在CH_4抽采浓度高于30%时才能开启增压机利用;安装该系统后,CH_4抽采浓度提高至65%左右,可实现连续增压利用,煤层气利用率由5.1%提升至80%以上,实现了低浓度煤层气的再利用,并减少了温室气体排放。     

低浓度煤层气变压吸附浓缩技术研究现状

煤层气规模化的开发与利用可同时解决瓦斯灾害、资源浪费、环境污染三大问题,低浓度瓦斯浓缩技术是制约低浓度瓦斯利用的关键技术。通过对气体浓缩技术的发展水平和对低浓度瓦斯浓缩的适应性分析,提出了变压吸附浓缩技术和装备的研究技术路线。     

低浓度含氧煤层气深冷精馏流程模拟研究

利用深冷技术对含氧煤层气进行液化处理,可回收其中的甲烷,减少污染排放。应用HYSYS软件对低浓度含氧煤层气液化精馏工艺流程进行了模拟,并考察精馏塔回流比、塔板数量、精馏压力对甲烷回收率、LNG产品纯度和LNG单位产品生产能耗的影响。综合考虑可取回流比为1.1~1.2,精馏塔板为25~30块,精馏绝对压力为300~400 kPa。模拟结果可为工艺设计和实际操作提供参考。     

煤矿区低浓度煤层气含氧液化工艺技术研究

介绍了国内外低浓度煤层气含氧液化技术的研究现状,论述了煤矿区低浓度煤层气含氧液化工艺技术方案、安全保障措施等,对处理能力为4800 m3/d的低浓度煤层气含氧液化中试装置进行了性能考核,其工艺技术指标全面达到预期目标。     

多气源掺混技术在高河煤矿低浓度瓦斯蓄热氧化发电项目中的应用

为了确保高河煤矿低浓度瓦斯蓄热氧化发电机组的安全稳定运行, 并实现发电项目降本增效的目的,需要将煤矿乏风与抽采瓦斯进行安全、稳定、均匀、高效混配。采用基于动态连续掺混系统的多气源掺混技术,分析了不同气源的瓦斯流量、压力、浓度等参数特征和掺混系统之间的影响规律,并根据各管道传感器与阀门调节对掺混效果的影响,得到了有效的操作流程和关键技术参数。结果表明：基于动态连续掺混系统的多气源掺混技术实现了热态下(氧化炉RTO、锅炉、汽轮机、发电机组及电能上网等系统不停机且稳定运行)掺混系统按需自由切换并合并各路气源,从而确保瓦斯发电机组的稳定运行,同时降低运行成本,增加了发电收入。     

低浓度煤层气深冷液化制取LNG技术研究

介绍了煤矿区低浓度煤层气深冷液化制取LNG工艺技术方案,并采用试验的方法对该技术的安全性能进行了验证,根据试验情况阐述了采取的安全保障措施。