矿井瓦斯发电

<正> 矿井气(瓦斯)是天然气的一个分支,是煤的伴生气体,主要成分是甲烷(CH_4)。是经济、方便的优质燃料,而且燃烧效率高。瓦斯气还具有可压缩性,储存及输送方便,给工业和民用带来了广阔的前景。近年来,利用矿井瓦斯作燃料的燃气轮机和燃气往复内燃机也相继诞生。在日本部分煤矿,瓦斯发电已取得成功。开滦、抚顺矿务局引进国外燃气轮机发电机组,已在试验之中。目前,国内有很多工厂和研究单位在研究和试制燃气发电机组,有的机组已相继投入使用。我局凉水井矿利用矿井瓦斯作燃料,使     

煤矿低浓度瓦斯发电技术研究与实践意义

煤矿低浓度瓦斯发电技术的开发利用,越来越成为人们关注的焦点问题。本文总结前人研究的结果结合本人的工作经验从瓦斯的贮存浓缩以及发电机组的循环改进两个方面讨论在低浓度瓦斯发电机组的发电效率研究。     

低浓度瓦斯焚烧及热能利用技术研究

通过安全输送与掺混、焚烧和热能利用三个核心单元实现瓦斯焚烧处理及热能回收利用。多级低浓度安全输送保障系统利用湿式放散罐、水封阻火和抑爆装置实现瓦斯的安全输送;具有动态连续混配功能的掺混器实现对焚烧瓦斯浓度的精确调节;多层金属纤维丝结构的燃烧器实现对燃爆极限范围内瓦斯的安全焚烧,分级燃烧功能实现对不同流量的瓦斯高效焚烧处理;低阻力的烟气收集装置实现对焚烧烟气的收集输送,高效率的热能利用装置实现对高温烟气余热的回收利用,最终实现对爆炸极限范围内瓦斯的安全销毁,减少瓦斯排放,同时对燃烧的热能进行回收利用,替代传统燃煤或燃气,减少能源消耗与大气污染,从而实现瓦斯的综合梯级利用。     

燃气发电机组在油母页岩炼油系统中的应用

燃气发电机组是适应世界环保要求和市场新环境而开发的新型发电机组。充分利用油页岩干馏过程中剩余可燃瓦斯气作为燃料,变废为宝、运行安全方便,成本效益高,排放污染低。采用胜动公司生产的燃气发电机组可靠性、通用性强,与我国目前铁路机车动力和石油钻井柴油机通用,均是经过了几十年长期考验的成熟机型。     

低浓度瓦斯输送安全保障系统的工程实际应用

介绍了低浓度瓦斯输送安全保障技术在瓦斯发电工程中的应用,详细叙述了细水雾系统的工艺流程及主要设备的工艺原理、阻火特性及安装要求等,并归纳总结了AQ系列规范中未明确表述的内容,提出实际工程中应注意的事项,为低浓度瓦斯输送技术总结经验。     

浅谈粉粒体的高浓度空气输送

介绍了高浓度空气输送装置的特点、种类、结构和原理,论述了粉粒体在输送过程中的流动状态,通过应用实例,从流态、装置、混合比等方面对高浓度空气输送方式和低浓度空气输送方式进行了对比。     

芦家峪二期智能化瓦斯发电厂的设计

介绍了芦家峪二期智能化瓦斯发电厂的瓦斯资源、抽采情况以及电厂主要设备参数,论述了该项目在联合循环发电、低浓度瓦斯安全输送、瓦斯预处理、余热回收利用、烟气脱硝处理、节约用水和智能化控制等方面的主要设计特点。     

任楼煤矿利用抽采瓦斯发电效益分析

介绍了任楼煤矿瓦斯抽采利用现状,该矿集低浓度瓦斯输送、瓦斯发电及系统自动控制为一体,瓦斯发电一期工程已建成投产,经计算,不到3 a即可回收全部投资,既节约了能源,改善了空气质量,又取得了可观的经济效益。     

低浓度瓦斯发电气体预处理工艺选择及应用效果分析

对低浓度瓦斯发电气体预处理可提升发电机组工作效率并降低设备故障发生率。本文对低瓦斯气体处理中电制冷脱水预处理工艺、吸收式脱水预处理工艺等进行探讨,并从经济以及技术等方面对应用前景进行分析。研究成果可为低瓦斯发电气体预处理方式选择提供经验借鉴。     

低浓度瓦斯真空变压吸附提浓示范项目研究

该示范工程采用了真空变压吸附(VPSA)方案对煤矿低浓度瓦斯气进行提浓,将甲烷含量13%左右的瓦斯气提浓到35%左右。实现了真空变压吸附工艺在低浓度瓦斯气提纯方面的工业化应用,成功探索了在甲烷爆炸极限范围内低浓度瓦斯气的安全利用问题,开辟了低浓度瓦斯安全利用的新途径和新工艺。该示范工程是目前国内规模最大的真空变压吸附瓦斯提浓装置,避免了瓦斯资源浪费,减少了温室气体排放,有良好的经济效益和环境效益,具有一定的示范性。     

低浓度煤层气吸附浓缩技术研究与发展

我国是一个多煤少气贫油的国家,煤层气储量约30万亿立方米,由于缺乏先进实用的低浓度煤层气甲烷分离浓缩技术,当前抽采煤层气利用率仅为50%左右。因此,对低浓度煤层气甲烷富集浓缩过程开展研究,可在开发能源的同时减少温室气体的排放,具有重大的应用价值和战略意义。简要介绍了我国煤层气资源开发利用情况,综述了近年来低浓度煤层气吸附浓缩技术研究进展,包括新型吸附材料及先进吸附工艺。对于低浓度煤层气中CH₄/N₂分离,目前文献报道吸附材料的吸附容量及分离系数仍然处于较低水平;受吸附材料的分离性能较差影响,传统变压吸附工艺对低浓度煤层气中CH₄浓缩效果并不理想。最后指出,高吸附容量、高选择性吸附材料及多种方法结合的新型吸附工艺是未来低浓度煤层气吸附浓缩技术的发展方向。     

煤矿瓦斯气中低浓度CH4吸附富集研究

煤矿通风口处瓦斯气的CH₄浓度太低无法回收利用，只能排往大气中，既浪费能源，又污染环境。在活性炭吸附存储CH₄的基础上，对活性炭选择性吸附富集CH₄进行了初步研究。考察了多种吸附材料在常温和常压下对瓦斯气中低浓度CH₄的选择吸附能力，并关联了吸附材料结构参数和吸附性能之间的关系。实验结果表明，活性炭对低浓度CH₄有较强的吸附性能，孔径是决定活性炭能否选择性吸附CH₄的主导因素，而微孔比表面积及微孔孔容是次要因素。氧化改性不利于活性炭对CH₄的吸附，高温处理过程是获得高吸附性能活性炭的有效手段。     

首套GSP干煤粉气化的模拟与分析

为研究GSP干煤粉气化反应特点,以Aspen Plus模拟软件为工具,选择Gibbs自由能最小化建立气化炉模型。通过模拟GSP干煤粉气化的压力、氧煤比、蒸汽煤比及不同输送载体对气化过程的影响,结果表明:压力增加可使粗煤气中甲烷含量增加;氧煤比和蒸汽煤比影响着气化温度和有效气组成;输送载体切换为二氧化碳后可使有效气增加2%。该模拟计算对于GSP干煤粉气化工业操作有一定借鉴意义。     

水合物法分离低浓度煤层气中的甲烷

向模拟煤层气(13.11vol% CH4+86.89vol% N2)中添加5.8mol%四氢呋喃(THF)?0.03mol%十二烷基硫酸钠(SDS)促进剂溶液分离提纯煤层气,考察了压力、温度、反应时间对气体消耗量、反应速率、分解气中甲烷浓度、甲烷回收率和甲烷分离因子的影响,采用色谱分析法分别测定了CH4在剩余气相和分解气相中的浓度。结果表明,压力增加,CH4回收率增大,CH4分离因子增大,CH4分离效果越好;温度是影响甲烷分离因子的关键因素,温度降低,氮气和甲烷竞争进入水合物晶体中,导致水合物相中甲烷浓度降低;温度升高有利于提高水合物对甲烷的选择性。甲烷回收效率最高可达98.65%,分离因子最大为14.83。随反应时间增加,分解气中CH4浓度升高。     

关于磨煤干燥与C02气力输送的分析和研究的分析和研究

探讨了用二氧化碳替代氮气作为煤粉气力输送介质的可行性;利用AspenPlus模拟程序建立了煤干燥模型,通过模拟计算得出煤干燥系统的相关工艺参数,并对关键性参数进行了灵敏度分析。结果表明,二氧化碳输送煤粉不仅可以满足工艺要求,而且模拟分析可针对关键组分浓度的影响因素进行合理的预测和分析。     

Enrichment of coal‐bed methane by PSA complemented with CO2 displacement

A PSA cycle complemented with CO₂ displacement was studied for enriching coal‐bed methane (CBM). The column was first pressurized to the adsorption pressure with feed gas, and then N₂ was produced at column top in step 2. The feed gas switched to CO₂ at the end of step 2, and the adsorbed CH₄ was displaced and pushed to column top by CO₂ becoming the second column‐top product in step 3. The CO₂ stream was shut off before it broke through the sorption bed. Then bed regeneration followed. A series of CH₄/N₂ mixtures containing 17.62 to 51.33% CH₄ was used for feed gas. It was experimentally shown that the product concentration was higher than 90%, and methane recovery was higher than 98% even for the feed of low‐methane concentration. Displacement at ambient pressure was shown more efficient than the displacement at adsorption pressure for the enrichment. © 2010 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2011     

Performance of an entrained-flow gasification technology of pulverized coal in pilot-scale plant

Performance of an entrained-flow gasification technology of pulverized coal in pilot-scale plant is introduced. The gasifier was operated for a throughput of 30–45 t coal per day at pressures of 1–3 MPa. Dense-phase pneumatic conveying was employed for coal's feeding to the gasifier using nitrogen and carbon dioxide as carrier gas, respectively. Effects of the operating conditions including oxygen/carbon ratio and steam/carbon ratio on gasification results were investigated, and the concentration of (CO + H₂) in gaseous products reached up to about 97% (vol., dry basis) when CO₂ was employed as carrier gas. Moreover, performances of some important instruments in the conveying system of pulverized coal, such as the level indicator and the solid mass flow meter, were also investigated. The typical operating results in this plant such as (CO + H₂) concentration, oxygen consumption, coal consumption, carbon conversion and cold gas efficiency were almost as good as those of some well-known dry-fed entrained-flow coal gasification plants.     

高固气比状态下的粉煤气力输送

在自建的气力输送系统上,进行了高固气比状态下粉煤气力输送研究.分别在内径为15、20、32 mm的管道中进行了输送实验,考察了操作参数对粉煤质量流量、固气比、表观气速等气力输送特征参数的影响.结果表明,输送固气比达到200～580 kg&#8226;kg^-1;随气体流量增加,粉煤的质量流量增大,而固气比降低;与输送压力的影响相比,管径对粉煤质量流量的影响程度更为显著;给出了基于本系统描述各参数之间相互关系的经验方程,表明较小的气量和较大的输送管径更有利于实现高固气比状态下的粉煤气力输送.     

Methanol formation from methane partial oxidation in CH4–O2–NO gaseous phase at atmospheric pressure

The reaction condition for high yield of methanol in a gaseous reaction between methane and oxygen in the presence of NO at atmospheric pressure was explored. Methane partial oxidation without NO (CH₄–O₂) gave only 1% conversion of methane at 966 K. The addition of NO led to a remarkable increase in methane conversion and to high selectivity to C₁-oxygenates. The conversion of methane attained 10% at 808 K in the presence of NO (0.5%) where the selectivities to methanol and formaldehyde were 22.1 and 24.1%, respectively. Nitromethane and carbon oxides were also observed in the product gas. The amount of nitromethane was almost equal and/or near to that of initial NO. The carbon monoxide produced was several times higher than carbon dioxide. Influences of NO concentration, ratio of methane to oxygen, water vapor, and dilution with helium gas on product distribution were measured. Low concentration of NO (0.35–0.55%) was favorable for methanol formation. High selectivity to methanol was obtained at low value of the ratio of methane to oxygen (2.0–3.0) or low concentration of dilution gas (<16%). The NO₂ added promoted methane partial oxidation and selectivity to methanol. Therefore, it was assured that NO_x promoted the formation of CH₃√ and CH₃O√ in the gas phase reaction for CH₄–O₂–NO.