煤矿瓦斯氧化利用安全保障系统设计与应用

根据瓦斯氧化装置的运行特点,结合我国煤矿井下通风要求和矿井瓦斯抽采现状,分析了煤矿瓦斯氧化装置运行中存在的主要安全隐患,提出了在抽采瓦斯与矿井乏风掺混、抽采瓦斯输送等主要环节的安全保障技术要求。介绍了矿井乏风与低浓度瓦斯混配装置、混配监控系统、瓦斯抽采泵站安全保障系统设计情况,在高河煤矿瓦斯氧化发电工程运行期间的测试结果表明,设计完善的低浓度瓦斯输送安全保障系统及掺混监控系统,可以有效保证瓦斯氧化装置的安全高效运行,不会给瓦斯抽采系统及矿井的安全生产带来隐患。     

阳煤二矿桑掌乏风瓦斯氧化发电工程设计运行

阳煤二矿桑掌乏风瓦斯氧化发电工程引进国际先进的蓄热高温氧化技术将超低浓度瓦斯氧化处理,通过氧化余热回收用于供热和发电,冬季替代桑掌风井燃煤热风炉,实现清洁供暖。项目工程设计结合国家现有的设计规范、规程及相关专利技术,对乏风瓦斯氧化发电总体工艺流程、乏风瓦斯掺混系统及主要设备选型进行了优化设计。工程从2019年6月4日并网试运行,乏风瓦斯甲烷摧毁效率达到99.92%,乏风利用率达到40%,低浓度抽采瓦斯100%利用,实现了抽采瓦斯零排放。第三方检测机构对系统运行的各项环保排放指标进行了测试,结果显示项目氮、硫、尘近零排放。     

乏风氧化及余热利用技术在山西潞安高河煤矿的应用

大量煤矿乏风瓦斯的直接排空,在加剧温室效应的同时亦造成能源的浪费,而通过采用合适的技术对乏风瓦斯加以利用,将产生巨大的节能环保效益。介绍了国内外煤矿乏风瓦斯氧化及余热利用技术,重点介绍了山西潞安高河煤矿的乏风瓦斯氧化发电项目的设计及应用情况,包括乏风收集及掺混系统、低浓度瓦斯输送安全保障系统、乏风氧化系统、余热利用系统等,并分析了该项目建设成功的意义。     

浓度低于1%的矿井瓦斯氧化技术现状及前景

矿井乏风直接排放到大气中,不仅造成了资源的浪费,而且加剧了温室效应。为达到节能减排的目的,如何利用低浓度瓦斯是迫切需要研究的课题。文章重点介绍了国内外对于浓度低于1%的矿井瓦斯的氧化技术现状,并对胜动集团煤矿乏风甲烷氧化技术的现状及前景做了简要分析。根据现有的低浓度煤矿瓦斯氧化技术,为今后在我国实现煤矿瓦斯"零"排放的目标提供了一个技术思路。     

乏风氧化及余热利用技术在东曲矿的应用

矿井风排低浓度瓦斯在东曲矿具有稳定的来源,围绕低浓度瓦斯利用、降低风排瓦斯所产生的温室效应,该矿采用乏风氧化及余热利用技术,通过在羊圈港回风系统进行应用,产生了节能环保及经济效益。     

煤矿乏风蓄热氧化发电技术及应用研究

利用热逆流氧化反应器,基于热逆流氧化原理与乏风蓄热氧化发电原理,结合瓦斯氧化燃烧与爆炸机理,研究了煤矿乏风瓦斯蓄热氧化发电技术,并对现场应用进行了分析。研究结果表明:低浓度甲烷在蓄热氧化过程中,蓄热体产生周期性的吸热与放热,实现了周期性的、稳定的循环实验,实现了热风量的并联提取和精确调节,提高了甲烷的氧化效率,满足了乏风蓄热氧化发电核心设备的要求。     

煤矿瓦斯发电技术研究

本文根据煤矿高、低浓度瓦斯与乏风发电的设备及技术创新成果,就高浓瓦斯发电中热能的综合利用、内燃机发电技术,低浓瓦斯发电过程中低浓瓦斯的安全输送技术,乏风的利用技术等进行了细致分析,有利于进行适合的煤矿瓦斯发电方案选择。     

煤矿瓦斯综合利用技术方案设想与实践意义

以陕西彬长大佛寺煤矿瓦斯资源和目前的利用情况,提出了地面抽采瓦斯和风排瓦斯综合利用的技术方案。根据瓦斯资源情况,低浓度内燃机发电技术和乏风氧化技术相结合,将煤矿瓦斯综合利用,实现煤矿抽排瓦斯和乏风瓦斯零排放,为全国煤炭系统安全生产、节能减排提供技术和装备支撑。     

低浓度瓦斯掺混技术在乏风氧化中的应用北大核心

对低浓度瓦斯掺混机理进行了分析,根据低浓度瓦斯掺混特点,设计了掺混工艺流程,并提出掺混装置工艺设计的关键技术参数,介绍了掺混装置内部结构和外形。低浓度瓦斯掺混技术在五阳煤矿南丰井乏风氧化工程中的现场应用测试数据表明,掺混后瓦斯平均均匀偏差度为0.22%,掺混效果较好。     

低浓度瓦斯掺混技术在乏风氧化中的应用

对低浓度瓦斯掺混机理进行了分析,根据低浓度瓦斯掺混特点,设计了掺混工艺流程,并提出掺混装置工艺设计的关键技术参数,介绍了掺混装置内部结构和外形。低浓度瓦斯掺混技术在五阳煤矿南丰井乏风氧化工程中的现场应用测试数据表明,掺混后瓦斯平均均匀偏差度为0.22%,掺混效果较好。     

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。     

大佛寺煤矿瓦斯氧化工程应用安全措施

为了在煤炭行业推广瓦斯氧化装置,保证氧化装置应用的安全性,根据目前煤矿井下通风要求和矿井主要通风机扩散塔结构形式,提出乏风输送时其输送管道与主要通风机扩散塔的接口方式和输送要求、抽排瓦斯输送及与乏风掺混技术,并提出外部条件缺失时的安全保护措施。通过大佛寺煤矿瓦斯氧化发电工程设计、建设和运行检验,证明氧化装置在煤矿应用是安全可靠的,不会对煤矿带来不安全因素。     

低浓度瓦斯氧化后冷热电联供方法

为了提高我国低浓度抽采瓦斯和乏风瓦斯的利用率,提出一种将低浓度瓦斯氧化并利用余热进行冷热电联供方法。该方法利用热逆流氧化技术实现对低浓度瓦斯高效氧化,抽取部分高温烟气生产高品位的蒸汽推动汽轮机发电,同时可从汽轮机抽取低压蒸汽,一部分用于供暖,一部分用于溴化锂吸收式制冷机制冷。分析表明,该方法实现了对低浓度瓦斯的有效氧化,减少了温室气体排放,并对余热实现了梯级利用,大大提高了系统的热能利用率,具有良好的推广应用价值。     

乏风瓦斯催化氧化监控系统设计与研究

为解决乏风瓦斯催化氧化利用监控设计中存在的"信息孤岛"与"重复建设"问题,以提高安全监控系统的可靠性与稳定性为目的,设计了一套乏风瓦斯催化氧化综合监控系统,其综合了监控瓦斯掺混系统、逆流回热系统、离心压气机系统、催化燃烧室、发电机,实现对乏风瓦斯催化氧化过程的远程监控。分析了乏风瓦斯催化燃烧燃气轮机发电工艺流程、监控系统控制原理,以及系统控制流程,对系统安全防护硬件、软件进行了设计,工业性试验表明,该综合监控系统具有良好的稳定性与可靠性。     

矿井乏风瓦斯氧化发电技术研究进展

对矿井乏风瓦斯蓄热氧化燃烧发电技术和催化氧化燃烧燃气轮机发电技术进行了综述。分析了蓄热氧化燃烧装置的原理和流程,以及在国内外的实际应用情况。重点介绍了催化氧化燃烧燃气轮机发电技术的原理,催化燃烧室的关键技术即采用两种不同催化剂分多级装填的方式;指出了催化氧化燃烧燃气轮机发电技术工业化进程,下一步发展的主要方向。     

乏风瓦斯催化氧化燃烧燃气轮机发电技术研究进展

对矿井乏风瓦斯催化氧化燃烧燃气轮机发电技术以及催化燃烧所需的整体式催化剂进行了综述,介绍了催化氧化燃烧燃气轮机发电技术的原理,催化燃烧室的关键技术是采用两种不同催化剂分多级装填的方式,回热装置的最新技术是更高效紧凑的主表面式回热器。提出了催化氧化燃烧燃气轮机发电技术工业化进程的发展方向。     

新疆煤矿区瓦斯抽采利用技术现状及展望

新疆煤炭及瓦斯资源丰富,是我国能源战略后备基地和煤炭生产力西移的重要承接区,但煤矿瓦斯抽采利用规模小、技术水平低,与其煤炭开采量极不匹配。通过对国内外煤矿瓦斯抽采、利用技术领域科学研究与工业应用进展的调研分析,根据不同浓度瓦斯的利用技术差异,将瓦斯浓度更科学地精确划分为5级。新疆煤矿区产出瓦斯主要为乏风瓦斯、巷道瓦斯钻孔抽采的特低-低浓度瓦斯,乏风瓦斯的科学利用技术方向为蓄热氧化发电,而钻孔抽采瓦斯因其地域的不同存在瓦斯浓度的差异,库拜、阜康、艾维尔沟等地区的低浓度瓦斯适宜燃气内燃机发电,其他矿区的特低-低浓度瓦斯适宜作为掺混气源与乏风掺混后蓄热氧化发电。对瓦斯抽采利用的瓦斯治理需求与严峻环保形势进行剖析,借鉴国内高阶煤地区成熟的瓦斯治理模式,根据新疆急倾斜、侏罗系中低煤阶地质条件下的瓦斯赋存与产出特点分析,建立了适用于新疆各主要煤矿区的"浅部采煤、深部排水采气,中部采空区卸压影响带抽采煤系气"的立体抽采模式,提出通过三维地质建模手段实现采煤、采气、排水过程的动态管理,优化采煤、采气的合理时序,为新疆煤矿区的瓦斯综合抽采利用提出技术方向、抽采模式等科学建议。     

矿井乏风氧化装置内蜂窝蓄热体换热过程的数值模拟

矿井乏风氧化装置利用热逆流氧化技术,使乏风中的低浓度甲烷在高温下氧化并放出热量,具有环保和节能的双重意义。对矿井乏风氧化装置内的蜂窝蓄热体的单管通道建立了数学模型,利用FLUENT软件对单管通道内的三维非稳态流动及换热过程进行了数值模拟,得到了蜂窝蓄热体内纵向温度分布、横截面的温度和速度分布、蓄热体纵向温度的瞬时变化规律以及蓄热体的温度效率和压力损失等参数,为矿井乏风氧化装置的设计计算提供了参考。     

煤矿乏风引风装置研发

在调研、分析国内外乏风引风装置研究现状及技术的基础上,采用理论计算、数值模拟、现场试验等相结合的方法,研发适用于潞安集团高河矿煤田地质特征和煤层状况以及乏风排放和场地实际条件的大流量、低阻力、安全连续稳定的煤矿乏风引风装置,为矿井乏风瓦斯蓄热氧化发电系统提供引风装备支撑。     

基于瓦斯氧化技术的井筒加热系统

设计了基于瓦斯氧化技术的井筒加热系统,系统通过将乏风瓦斯与低浓度抽采瓦斯进行掺混,送入氧化装置,氧化后热量用于加热井筒,解决了煤矿排空瓦斯造成的浪费和对环境污染问题。详细介绍了系统各部分的设计。