[發明專利]礦井乏風催化燃燒溫差發電系統

無效

• 申請號: 200910010613.2
• 申請日: 2009-03-06
• 公開（公告）號: CN101505121A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 鄧洋波;解茂昭;劉陽
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00;F23D14/18
• 代理公司: 大連八方知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱秀芬

技術領域

本發明屬于利用礦井乏風在多孔介質內催化燃燒釋放熱量進行高效溫差熱電轉換的技術領域，特別涉及礦井乏風催化燃燒溫差發電系統。

背景技術

目前，世界范圍內煤礦每年抽放的瓦斯，折合成純甲烷氣體體積為29～41×10⁹m³，其中70％采用通風方法排出礦井，被稱為礦井乏風。由于礦井乏風中甲烷含量一般低于1％，難以被常規的燃燒技術所利用，大部分被直接排放到大氣當中。我國是煤炭大國，根據統計，每年排空的礦井乏風折合成純甲烷有10～15×10⁹m³，與西氣東輸的12×10⁹m³天然氣量相當，造成具大的能源浪費。此外，每年排空礦井乏風占我國工業甲烷總排放量多于20％，占總溫室氣體排放量的5％，如此巨大的排放量對環境產生巨大危害。因此，治理和利用礦井乏風，開發研制相應的設備產品，是煤礦工業的重要課題。

目前，瑞典MEGTEC公司開發研制出的逆流氧化反應系統，正趨于商業化，但其反應系統在回收利用礦井乏風燃燒釋放出熱量時，特別是將其轉化為高品質電能時，采用了傳統的蒸汽循環和發電系統，使得整個逆流氧化反應發電系統結構復雜、體積龐大，核心設備昂貴，應用項目投資大收益小，所以，至今沒有得到大范圍的推廣應用。

發明內容

本發明的目的就是克服上述不足，提供一種回收利用礦井乏風，設備簡單，結構緊湊，成本低，實現高效溫差熱電轉換的系統--礦井乏風催化燃燒溫差發電系統。

本發明的技術解決方案是：礦井乏風催化燃燒溫差發電系統，由礦井1，管路2、引風機3、氣體凈化儲存裝置4、鼓風機5、礦井乏風進氣管道6、空氣進氣管道7、混合氣體進氣管道8、往復流動多孔介質催化燃燒溫差發電裝置9、控制系統10、排氣管道11、溫差發電器電極導線12、直流-直流轉換器13、直流電流輸出導線14、用電設備15和熱水用戶16組成，礦井1出口與引風機3進口相連，引風機3出口與氣體凈化儲存裝置4相連，氣體凈化儲存裝置4與鼓風機5進口相連，鼓風機5出口與礦井乏風進氣管道6相連，礦井乏風進氣管道6與空氣進氣管道7匯合后與混合氣體進氣管道8相連，混合氣體進氣管道8與往復流動多孔介質催化燃燒溫差發電裝置9相連，往復流動多孔介質催化燃燒溫差發電裝置9與排氣管道11相連，排氣管道11與大氣環境相連，溫差發電器電極導線12與直流-直流轉換器13相連，直流電流輸出導線14與用電設備15相連。

所述的往復流動多孔介質催化燃燒溫差發電裝置9由混合氣體進氣管道8、正向氣流通路17、反向氣流通路18、換熱器19、換熱器殼程20、換熱器管程21、溫差發電燃燒器22、排氣管道11、電磁閥a23、電磁閥b24、電磁閥c25、電磁閥d26、控制系統10和溫差發電器電極導線12組成，混合氣體進氣管道8同正向氣流通路17、反向氣流通路18連接，正向氣流通路17、反向氣流通路18與溫差發電燃燒器22左右對稱分別與兩個換熱器殼程20連接，兩個換熱器殼程20與溫差發電燃燒器22連接，進氣管路和換熱器殼程20之間正向氣流通路上布置電磁閥a23，進氣管路和換熱器殼程20之間反向氣流通路上布置電磁閥b24，換熱器殼程20和排氣管道之間反向氣流通路上布置電磁閥c25，換熱器殼程20和排氣管道之間正向氣流通路上布置電磁閥d26，控制系統10與電磁閥a23、電磁閥b24、電磁閥c25、電磁閥d26的導線連接，正向氣流通路17、反向氣流通路18與排氣管道11連接，換熱器管程21與熱水用戶16相連。

所述的溫差發電燃燒器22由燃燒室28、絕緣耐火材料29和溫差發電燃燒器外殼27組成，燃燒室28之外包圍有絕緣耐火材料29，絕緣耐火材料29外部是溫差發電燃燒器外殼27。

所述的燃燒室28由小于淬熄直徑多孔介質30、溫差發電單元31、溫差發電單元冷端33、溫差發電單元熱端32、導流薄片47、多孔陶瓷塊34、載有催化劑多孔陶瓷塊35和電加熱點火器36組成，兩塊小于淬熄直徑多孔介質30對稱布置在燃燒室28進出口端，載有氧化催化劑多孔陶瓷塊35對稱布置在燃燒室28軸向中間位置，溫差發電單元31嵌入在多孔陶瓷塊34內，兩塊多孔陶瓷塊34對稱布置在小于淬熄直徑多孔介質30和載有氧化催化劑多孔陶瓷塊35之間。嵌入在多孔陶瓷塊34內溫差發電單元31的溫差發電單元冷端33與小于淬熄直徑多孔介質31端面接觸，溫差發電單元熱端32與載有氧化催化劑多孔陶瓷塊35端面接觸，電加熱點火器36導線與控制系統10相連。