[實(shí)用新型]一種用于煤礦通風(fēng)乏氣壓縮儲能發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720449851.3
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN207526640U
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 西安新維度能源技術(shù)發(fā)展有限公司
• 主分類號: F03D9/17
• 分類號: F03D9/17;F02B43/10;F02B63/04;F02C6/00
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• 代理人: 暫無信息

本實(shí)用新型公布了一種用于煤礦通風(fēng)乏氣壓縮儲能發(fā)電系統(tǒng)，來自煤礦出風(fēng)口(2)的通風(fēng)乏氣首先進(jìn)入乏氣收集室(3)，乏氣壓縮裝置(4)的入口與乏氣收集室(3)相連，乏氣壓縮裝置(4)出口與高壓乏氣儲存室(5)相連，高壓乏氣儲存室(5)出口與乏氣膨脹/發(fā)電裝置(6)相連，燃料供給(7)與乏氣膨脹/發(fā)電裝置(6)相連；乏氣膨脹/發(fā)電裝置(6)與負(fù)載(8)相連。高壓乏氣儲存室(5)是壓力容器，或是鹽巖洞、硬巖層、多孔巖適用于壓縮空儲能的地質(zhì)巖洞。該發(fā)電系統(tǒng)利用風(fēng)電或電網(wǎng)低谷電能，并借助于煤層氣，實(shí)現(xiàn)煤礦通風(fēng)乏氣的發(fā)電利用，對節(jié)約能源，減少溫室氣體排放及電網(wǎng)調(diào)峰具有明顯益處。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種儲能發(fā)電系統(tǒng)，尤其涉及一種風(fēng)電，特別是棄風(fēng)風(fēng)電，或電網(wǎng)低谷電能(谷電)壓縮儲能的煤礦通風(fēng)乏氣發(fā)電系統(tǒng)。對于節(jié)約能源，減少溫室氣體排放及電網(wǎng)調(diào)峰均具有明顯益處。

背景技術(shù)

1目前含有低濃度甲烷的大量的煤礦通風(fēng)乏氣排空。

中國煤炭資源豐富，每年的煤炭開采量達(dá)到30億噸以上。由于開采煤炭，每年向大氣排放大量的通風(fēng)乏氣。通風(fēng)乏風(fēng)(又稱礦井乏風(fēng)，簡稱VAM)，指煤礦在采掘過程中對礦井內(nèi)大量通風(fēng)，通風(fēng)氣經(jīng)過開采工作面以及其它用風(fēng)地點(diǎn)后所攜帶的瓦斯稱為乏風(fēng)，其氣體中所含甲烷濃度低于0.75％。據(jù)統(tǒng)計，我國每年通過排入大氣的乏風(fēng)折純甲烷量約為100～150億m³，其熱值相當(dāng)于1300～2000 萬t標(biāo)準(zhǔn)煤。目前中國，乃至全世界，幾乎所有煤礦對于通風(fēng)瓦斯都采取排空處理，造成極大能源浪費(fèi)；而且，CH₄的溫室效應(yīng)是CO₂的21倍，每年巨大的乏風(fēng)排放量對環(huán)境造成了巨大危害和污染。

目前，煤礦通風(fēng)乏氣由于其甲烷含量低，對其利用技術(shù)難度大，是世界性難題。長期以來只能被全部排到大氣中。近年來，隨著國際社會應(yīng)對氣候變化步伐的加快，以及中國節(jié)能減排力度的不斷加大，乏風(fēng)的利用處理技術(shù)越來越得到重視。煤礦乏風(fēng)可利用的方式主要有：一是提純；二是直接燃燒；三是乏風(fēng)氧化。

(1)提純分離

即：變壓/變溫吸附。由于煤礦乏風(fēng)中甲烷濃度太低，如果進(jìn)行提純分離，不論是用變壓吸附方法，還是用變溫吸附分離方法，面對含量巨大的空氣和微少的甲烷，都必然需要相對于甲烷產(chǎn)量更多的加壓耗能或加溫耗能。所耗的能量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過獲取甲烷的能量。因而不論從能源的角度，還是從經(jīng)濟(jì)的角度都是行不通的。

(2)直接燃燒

由于乏風(fēng)中的甲烷含量很低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了甲烷的空然比范圍，用直接燃燒的辦法排放或利用熱能也是行不通的。

(3)乏風(fēng)氧化

利用乏風(fēng)中的微量甲烷與其中的氧氣進(jìn)行氧化反應(yīng)，產(chǎn)生熱量成為目前一個研究方向；但由于催化劑技術(shù)、蓄熱及與預(yù)熱切換系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等問題在短時間內(nèi)難以解決，整體狀態(tài)處理初級研發(fā)階段。

2中國每層氣利用率低

中國煤層氣儲量也異常豐富，每年井下抽采煤礦瓦斯近2.3×10⁹m³，利用量僅約1.0×10⁹m³，一般CH₄濃度30％-60％，利用率比較低。

3棄風(fēng)風(fēng)電沒有得到有效利用