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。     

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。     

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。     

煤矿低浓度瓦斯微生物氧化技术研究

煤层抽采及回风井排放的低浓度瓦斯大多不经处理直接排空或燃烧,针对这一现象所造成的瓦斯资源浪费、生态碳循环结构破坏和温室效应加剧等问题,分析了我国煤矿低浓度瓦斯的排污治理与资源利用技术,提出并验证了利用甲烷氧化菌来降解煤矿低浓度瓦斯的煤矿低浓度瓦斯治理技术,以期提高煤矿瓦斯的利用率,减少资源浪费和污染。     

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。     

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。     

低浓度煤层气蓄热氧化利用关键技术研究与应用

为了解决传统低浓度煤层气蓄热氧化利用技术能耗高、经济性差的难题,促进低浓度煤层气蓄热氧化利用技术推广应用,推动提升煤矿区低浓度煤层气的利用率,为煤矿区“零排放”提供有力技术支撑,通过模拟和试验的方法研究了低浓度煤层气蓄热氧化利用能耗高的原因、阻力的影响因素、稳定运行与热能利用的关系、完善系统安全监控的意义,形成了低浓度煤层气蓄热氧化降耗技术、热能调控技术、综合安全控制技术,并在低浓度煤层气蓄热氧化利用项目中进行了实践应用。结果表明：蓄热氧化装置阻力主要来自装置内的蓄热体,降低蓄热体高度可以减少装置运行阻力,提高蓄热氧化装置进气甲烷浓度可以降低蓄热体高度并减小系统规模,采用凹形结构蓄热体可以提升换热效率;以镍基合金钢为主材的高温阀门可以稳定控制蓄热氧化装置输出的高温烟气流量,多种热能利用方式协同作用时,调节高温烟气流量精准匹配可以稳定蓄热氧化装置炉温,提高热能利用效率;应用完善的综合安全控制系统、远程监控系统和辅助决策故障专家诊断系统,可提高蓄热氧化系统运行的可靠性。试点煤矿每个供暖季利用低浓度煤层气691.2万Nm3,相当于减排二氧化碳当量9.6万t,低浓度煤层气利用率由原来的0提升至...     

低浓度瓦斯综合供能系统控制方法及运行研究

为了解决煤矿燃煤小锅炉热源替代的问题,以及低浓度瓦斯直接外排导致环境污染以及资源浪费的现象,结合煤矿低浓度瓦斯利用现状与用能需求,提出了在新的环保形势下的煤矿低浓度瓦斯综合供能系统。依据低浓度瓦斯蓄热氧化的运行原理,分析了该综合供能系统的特点。从瓦斯浓度控制以及氧化后热能利用这2个方面,研究了低浓度瓦斯综合供能系统的控制方法。以丁集煤矿低浓度瓦斯利用项目为例,结合运行数据表明,该综合供能系统能有效的进行瓦斯浓度以及热能的调节,达到预期效果。     

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。     

低浓度瓦斯发电技术在靖煤集团的应用

为解决矿井安全生产排空瓦斯而造成的浪费和对环境的污染,合理有效地利用瓦斯洁净能源,通过利用低浓度瓦斯发电、余热采暖技术,实现了热电联供。经实际应用,既对低浓度瓦斯利用开辟了一条新的途径,又取得良好的经济效益。     

煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障技术

随着加快矿井瓦斯抽采利用,低浓度瓦斯,特别是浓度在5%～16%爆燃极限内的瓦斯输送的安全隐患凸显。自动阻爆装置、水封阻火泄爆装置、自动抑爆装置等一系列技术装备为煤矿低浓度瓦斯管道输送安全提供了保障。     

煤矿低浓度瓦斯直接焚烧余热制冷技术在煤矿热害治理领域的探索

对我国煤矿热害防治问题和抽采瓦斯利用情况进行了分析,重点介绍了煤矿低浓度瓦斯直接安全焚烧技术。将瓦斯安全利用与热害治理相结合,提出了煤矿低浓度瓦斯直接焚烧余热制冷技术。阐述了低浓度瓦斯直接焚烧余热制冷系统的组成,并分析了其经济和社会效益。煤矿低浓度瓦斯直接焚烧余热制冷技术利用瓦斯焚烧高温余热作为热源,采用溴化锂吸收式制冷,既节约了电能的消耗,又减少了温室气体的排放,是一种可持续发展的热害治理新模式。     

低浓度瓦斯安全直接燃烧技术研究

煤矿抽采的低浓度特别是爆炸浓度范围内的瓦斯直接利用存在诸多技术难题,直接排空时也存在安全风险。通过对金属纤维燃烧器和阻火器的阻火阻爆机理研究、实验研究、设计和现场试验,证明在合理的设计参数下,金属纤维燃烧器能够有效阻火、隔热,可将瓦斯爆炸转变为安全燃烧; 金属纤维阻火器能够有效实现管道的阻火、阻爆,隔断瓦斯爆炸的传播。在此基础上研发出处理能力为2 000 m³/h、甲烷体积分数为10%的低浓度瓦斯安全燃烧系统,通过安全分析和工业性试验,证明了该系统的安全性和可靠性,能满足煤矿低浓度瓦斯的处理要求,为爆炸浓度范围内的瓦斯安全排空、减少甲烷排放和瓦斯利用提供了新的技术途径。     

瓦斯蓄热氧化装置烟气循环利用模拟研究

为了提高瓦斯蓄热氧化装置的热效率,将其排放的高温烟气送至该装置入口,并与入口原料气掺混,充分利用烟气余热提高装置入口瓦斯温度。对瓦斯蓄热氧化装置高温烟气循环利用过程进行模拟计算,分析其对蓄热氧化过程的影响。模拟研究结果表明：烟气循环不但没有降低蓄热氧化装置的安全性,而且还可增加该装置输出高温烟气的流量和热量,并可减少装置的气体排放量。     

煤矿通风瓦斯氧化技术及氧化热利用方式

本文介绍了我国通风瓦斯排放的现状与通风瓦斯减排带来的社会、经济、环境等效益，分析了通风瓦斯利用技术应用方式，介绍了煤矿通风瓦斯氧化生热利用的工艺流程，研究了平顶山矿区与阜新矿区的矿井通风瓦斯的利用潜力。     

低浓度煤层气含氧液化项目选址关键因素探讨

通过对我国产煤区煤层气分布特点的描述和低浓度含氧煤层气深冷液化制取液化天然气(LNG)的工艺流程介绍,结合实际工程经验,对影响煤层气液化项目选址的关键因素进行了分析。强调了有效的安全防护距离是液化项目选址的前提,可靠的气源供给是选址落地的关键,合理的投资成本控制是选址的目标。通过对相关因素的深入探讨,可避免因选址不当而造成投资失利或被迫改选建设场地的情况发生,为选取最佳的方案提供依据,同时也为其他低浓度煤层气液化项目选址提供一定的参考。     

煤氧化过程中指标性气体的确定

利用电加热炉对煤样进行氧化升温实验,对不同温度下煤样所释放的气体浓度利用气相色谱仪进行测定,对煤样温度、O2浓度、各气体浓度之间的关系进行分析和研究,确定该煤层各氧化阶段的指标性气体,对煤层自然发火预测和自燃火灾的防治具有重要的指导意义。