[實用新型]一種風(fēng)排瓦斯回收發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420253686.0
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN203925750U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高盼軍;祝志強;白典讓;崔騰
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號: F02C6/00
• 分類號: F02C6/00;F02C7/224;C10L3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種風(fēng)排瓦斯的回收利用，尤其涉及一種風(fēng)排瓦斯的回收發(fā)電。

背景技術(shù)

瓦斯是礦井的有害氣體，具有燃燒、爆炸和突出危險性，嚴(yán)重地威脅著煤礦的安全生產(chǎn)。瓦斯的危害除了會造成爆炸事故外，還有對環(huán)境造成污染。目前，全世界因煤礦開采每年排入大氣中的甲烷總量為3000萬噸，其中70％(中國則為90％)來自甲烷濃度低于1％的礦井回風(fēng)流中。我國《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：煤層氣利用其甲烷濃度不能低于30％，而輸入天然氣管道則要求濃度大于95％，一些化工廠生產(chǎn)要求其濃度也比較高。但是為了生產(chǎn)安全，即使達不到利用濃度，也要抽放。而在生產(chǎn)過程中，隨礦井通風(fēng)排放的瓦斯中甲烷含量就更低了，最大也不能超過1％。

我國煤礦開采中，每年通過乏風(fēng)排出的純甲烷在100～150億m³之間。一個高瓦斯礦區(qū)百萬噸產(chǎn)量的礦井，每分鐘乏風(fēng)量在5000～10000m³之間，每分鐘通過乏風(fēng)排出純甲烷就是25m³～50m³，每年排出的純甲烷就是1000～2000萬m³。將甲烷直接排放到大氣中，一方面造成了有限的不可再生資源的嚴(yán)重浪費，僅每年從煤礦回風(fēng)流中釋放的瓦斯其低位發(fā)熱量相當(dāng)于3370萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤的低位發(fā)熱量；另一方面，加劇了大氣污染，加劇了溫室效應(yīng)。甲烷的溫室效應(yīng)是CO₂的24倍之多。因此，合理回收利用回風(fēng)流中瓦斯具有節(jié)能和環(huán)保雙重意義。

低濃度瓦斯的利用越來越引起各國政府的重視。甲烷濃度低于2％的礦井瓦斯稱為超低濃度瓦斯，由于熱值極低，在利用時有很大的困難。本實用新型的目的是回收利用風(fēng)井中排出的濃度低于1％的超低濃度瓦斯。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的問題是提供一種回收利用風(fēng)井中排出濃度低于1％的超低濃度瓦斯。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是：該風(fēng)排瓦斯回收發(fā)電系統(tǒng)，包括濕式除塵風(fēng)機、除濕器、高低濃度瓦斯混合箱、燃氣輪機、齒輪組、發(fā)電機，所述除濕器由依次固定在圓柱形通道內(nèi)部的旋流器和脫水桶構(gòu)成；所述濕式除塵風(fēng)機一端與靠近旋流器的除濕器端連接，另一端與風(fēng)排瓦斯管道直接相連；所述高低濃度瓦斯混合箱一端即與除濕器的另一端連接，又與高濃度瓦斯管道連接，另一端與燃氣輪機的離心式壓縮機連接；所述燃氣輪機依次由離心式壓縮機、回?zé)崞鳌⒋呋訜釂友b置、催化燃燒室、徑流式透平連接構(gòu)成；所述齒輪組一 端與徑流式透平連接，另一端與發(fā)電機連接。系統(tǒng)的整個過程：首先對風(fēng)井排出瓦斯進行除雜、除濕等步驟后，再利用該濃度為0.5％～1％的瓦斯與礦井抽取濃度為30％～95％除雜后的高濃度瓦斯混合成濃度為2％～3％的瓦斯作為燃料，將其送入壓氣機壓縮后，然后經(jīng)過催化燃燒室進行催化燃燒，利用燃燒后的高溫高壓的燃氣直接在燃氣透平內(nèi)膨脹做功，帶動發(fā)電機發(fā)電，將高溫燃氣通過回?zé)崞骰厥找徊糠譄崃浚闷浼訜釅簹鈾C壓縮過的燃氣，再送入催化燃燒室進行燃燒，完成燃氣輪機的循環(huán)。從而來實現(xiàn)風(fēng)排瓦斯的回收利用。

該系統(tǒng)所采用的除塵裝置是濕式除塵風(fēng)機，它由礦用通風(fēng)機與濕式振弦捕塵器組成。含塵空氣被除塵風(fēng)機吸入后，經(jīng)過濕式振弦捕塵器將粉塵捕獲，就地除塵凈化，除塵凈化后的氣流從捕塵器出風(fēng)口排出，達到凈化風(fēng)流的目的。經(jīng)過凈化的低濃度瓦斯氣體再通過旋流器和脫水桶將瓦斯氣體中的水分脫離出來，起到除濕作用。

該系統(tǒng)所采用的增加瓦斯?jié)舛鹊难b置是高低濃度瓦斯混合箱，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。瓦斯混合箱的頂上部位放置一個與混合箱內(nèi)部相隔離的電機；內(nèi)部中間位置放置一個小功率的風(fēng)扇；前端分別接高、低濃度的瓦斯氣體管道，且管道上面都有控制流量的閥門；后端放置瓦斯探測器。該裝置的工作原理是利用控制閥控制高、低濃度瓦斯的流量來控制瓦斯混合后的濃度。當(dāng)兩股高、低濃度的瓦斯氣體進入混合箱時，混合箱內(nèi)部的小功率風(fēng)扇轉(zhuǎn)動，使兩股氣體得到充分的混合，混合均勻后的氣體到達混合箱后部時，瓦斯探測器會及時地探測出瓦斯的濃度是否在3％～5％的范圍內(nèi)。如果顯示的濃度數(shù)據(jù)小于該范圍，那么系統(tǒng)會自動將高濃度瓦斯管道的控制閥開大；相反，則系統(tǒng)會自動將低濃度瓦斯管道的控制閥開大。從而可以確保瓦斯進入催化燃燒室的濃度是在3％～5％的范圍內(nèi)。