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。     

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。     

煤矿乏风瓦斯氧化利用技术经济性分析

本文对煤矿乏风瓦斯利用技术进行了分析,以潞安集团潞宁煤矿为研究对象,开展煤矿乏风瓦斯氧化利用技术经济评价。结果表明:在不考虑碳交易情况下,乏风瓦斯利用项目处于亏损状态,通过引入CDM机制,可以极大提高乏风瓦斯利用项目经济性。     

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。     

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。     

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。     

煤矿乏风瓦斯利用技术及应用前景

我国绝大部分煤矿乏风直接排放到大气中,不仅加剧了温室效应,而且造成了资源的浪费,因而迫切需要对煤矿乏风瓦斯利用技术进行研究。介绍了国内外煤矿乏风瓦斯的利用技术现状———辅助燃料利用技术和主要燃料利用技术,并对国内乏风瓦斯利用技术的应用前景进行了分析。     

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。     

乏风瓦斯蓄热氧化试验研究

自主研制出处理量为1 000 m3/h的逆流式乏风瓦斯蓄热氧化装置,并进行了加热启动、氧化性能及自热平衡等试验研究。结果表明:乏风瓦斯蓄热氧化装置能够有效氧化处理甲烷,在稳定的温度场下,乏风中甲烷体积分数的改变对甲烷氧化率的影响不明显,在甲烷体积分数为0.148%时,氧化率仍维持在96%以上;当乏风瓦斯处理量为1 000 m3/h、甲烷体积分数大于等于0.30%时,装置自维持运行状态良好;当燃烧室中心温度降低时,装置内高温区域变小,氧化反应区域变窄,甲烷氧化率降低,不利于氧化反应的进行。     

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。     

乏风瓦斯混配装置调控系统设计研究

为了满足乏风瓦斯蓄热氧化工程中瓦斯经济浓度1.0%以上的要求,采用低浓度瓦斯和乏风瓦斯混配的方法,以提高乏风瓦斯浓度。针对混配后瓦斯浓度的稳定性和系统的安全性,开展了混配装置调控系统研究。设计了前馈控制和负反馈控制相结合的浓度调控方案,以及紧急情况应急处理方案。对调控系统进行了硬件设计和选型,并设计了调控系统上位机软件和下位机软件。     

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。     

乏风瓦斯提浓利用技术现状及展望

煤矿乏风中所含甲烷浓度极低,无法直接利用,且总量巨大,产生的温室效应显著,煤矿企业面临巨大的减排压力。分析了乏风瓦斯利用的主要方法,提出了提浓后的主要利用途径。对乏风瓦斯提浓的技术途径进行分类,认为吸附分离技术是相对更有前景的技术途径。对国内外乏风瓦斯提浓技术的研究现状、技术目标及实施现状进行了分析和探讨,并对其应用前景和新的研究方向进行了展望。     

古城煤矿乏风氧化供热的技术分析

煤炭行业素有"瓦斯猛于虎"之说,但甲烷却是每立方米含有35.9MJ热值的清洁能源,文章通过分析乏风氧化装置结构、工作原理及其供热原理,结合古城煤矿瓦斯抽放情况及乏风量分析乏风氧化供热替代燃煤锅炉的技术可行性。     

煤矿乏风及低浓度瓦斯氧化发电技术探讨

煤矿乏风及低浓度瓦斯氧化发电技术是一种将矿井乏风和低浓度瓦斯掺混氧化产生热能,置换出过热蒸汽驱动蒸汽轮机组发电的工艺流程。本文介绍了核心设备——蓄热式高温氧化装置发展现状及发电工艺流程,分析了该技术在矿井的应用意义及条件,提出了一些实施建议。     

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。     

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。     

煤矿乏风瓦斯富集中试试验研究

针对煤矿乏风瓦斯浓度低,无法有效利用,并大量排放这一现状,对乏风瓦斯的富集开展了研究,建立了首套乏风瓦斯富集中试试验装置。试验装置瓦斯处理量为500 m3/h,采用三塔两级分离工艺,并引入了抽排和排放气充压的流程。研究结果表明,利用自主改性的椰壳活性炭可将甲烷浓度为0.2%的乏风瓦斯气体富集到1.2%以上;抽排流程用于乏风瓦斯富集中试系统可有效提高产品气浓度,如抽排比由0增大到0.224时,产品气中的甲烷浓度增大到了原来的1.89倍;吸附剂热效应对乏风瓦斯富集的影响较小,试验过程中吸附塔内温度波动不超过3℃。