[發明專利]一種煤礦乏風瓦斯分離收集系統

在審

• 申請號: 201710335769.2
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107420125A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 李燦欣;劉中敏;雷德斌;孔順強;王群生
• 申請（專利權）人: 李燦欣
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙)11491
• 代理人: 郭偉紅

技術領域

本發明涉及一種分離收集系統，具體為一種瓦斯分離收集裝置，屬于煤礦設備技術領域。

背景技術

井下煤層中賦存的瓦斯(學名為甲烷，分子式為：CH₄)是煤礦五大災害之一，是制約礦井安全生產和可持續發展主要因素。在實際生產過程中，我國絕大部分礦井瓦斯是通過礦井主要通風機排出的乏風形式排入大氣。通過調查，年產2.1Mt突出礦井，總排風量28000m³/min,回風流中瓦斯濃度0.15％，排到大氣中的瓦斯量每天就達6萬m³，全年排到大氣中的瓦斯量約為2200萬m³。根據IPCC最新的科學評估報告資料顯示，給定甲烷的增溫潛力值(GWP)是二氧化碳的25倍，乏風中甲烷產生的溫室效應是CO₂的21倍，對大氣臭氧層的破壞能力約為CO₂的7倍。2010年我國煤礦瓦斯涌出量約為200億m³左右，涌出量相當于每年浪費1800萬噸原油或3000萬噸的標準煤。將煤礦乏風瓦斯直接排放到大氣中，一方面造成了有限的不可再生資源的嚴重浪費，另一方面，加劇了大氣污染和溫室氣體效應。

從20世紀90年代開始，為了減少溫室氣體排放量和潔凈能源的有效利用，國內外研究機構開展了煤礦乏風瓦斯利用技術的開發與應用研究。在煤礦乏風瓦斯的利用技術中均涉及到對煤礦乏風氣體的收集，而煤礦乏風瓦斯富集技術開發與應用環節，是在不影響礦井主要通風機正常工作的情況下，將礦井主要通風機排風口排出的乏風(其中N₂含量約78％、O₂含量約20％、CH₄含量約0.15％，其余為其它惰性氣體、CO₂氣體等)進行收集，通過氣體分離裝置實現富集煤礦乏風中的瓦斯、氮氣、氧氣，以達到提高煤礦乏風資源的有效利用，降低大氣污染和溫室氣體效應，在利用技術中具有重要的意義，因此針對上述問題，我們提出了一種瓦斯分離提純系統。

發明內容

本發明提供一種煤礦乏風中的瓦斯分離收集系統，是通過氣體分離技術分離煤礦主要通風機排出乏風中的氮氣和氧氣收集或排出，提純乏風中的瓦斯，有效而又最大程度的收集煤礦乏風中的瓦斯并利用。

為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：

本發明是一種煤礦乏風瓦斯分離收集系統，包括本體,所述本體一端設有乏風進風風硐，且所述進風風硐與所述本體內腔連通，所述本體內腔內有若干平行設置的風硐分支，所述風硐分支安裝有氮氣分離裝置和氧氣分離裝置，所述多個風硐分支中氮氣分離裝置和氧氣分離裝置將分離的氮氣和氧氣進入各自聯通的回收氣體排出管道和，所述氮氣和氧氣排出管道和一端延伸于所述本體外部，分離出的氮氣和氧氣分別回流到各自回收總通道和后，剩余瓦斯等氣體通過出風風硐排出并利用。作為本發明的一種優選技術方案，所述氮氣排出管道與所述氧氣排出管道均與所述氣體分離裝置連通。

作為本發明的一種優選技術方案，所述本體一端設有瓦斯收集通道，且所述瓦斯收集通道與所述本體內腔連通。

作為本發明的一種優選技術方案，所述本體中氮氣分離裝置與所連接的外部氮氣排出通道再與氮氣回收總通道相連通。

作為本發明的一種優選技術方案，所述本體中氧氣分離裝置與所連接的外部氧氣排出通道再與氧氣回收總通道相連通。

本發明所達到的有益效果是：本發明結構緊湊，使用方便，通過煤礦乏風中瓦斯及其它氣體的收集與利用，減少溫室氣體排放量和潔凈能源的有效利用，同時也可將提純的氮氣、氧氣做為其它行業生產原材料，具有良好的經濟效益和社會效益，適宜推廣使用。

附圖說明

附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是本發明一種煤礦乏風瓦斯分離收集系統的結構示意圖(分離氮氣和氧氣)。

圖中：1.本體；2.進風風硐；3.分支風硐；4.氮氣分離裝置；5.氮氣排出管道；6.氮氣回收總通道；7.氧氣分離裝置；8.氧氣排出管道；9.氧氣回收總通道；10.瓦斯收集通道。

圖2是本發明一種煤礦乏風瓦斯分離收集系統的結構示意圖(只分離氮氣)。

圖中：1.本體；2.進風風硐；3.分支風硐；4.氮氣分離裝置；5.氮氣排出管道；6.氮氣回收總通道；7.瓦斯收集通道。

具體實施方式