[發(fā)明專利]一種廢棄礦井瓦斯綜合利用系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910038467.8
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN109504480A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雙海清;林海飛;李樹剛
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10;E21F7/00
• 代理公司: 西安眾星藍(lán)圖知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 61234
• 代理人: 張恒陽

1.一種廢棄礦井瓦斯綜合利用系統(tǒng)，其特征在于：包括瓦斯收集模塊、瓦斯成分檢測分析模塊、瓦斯水合物生成模塊、瓦斯水合物分離模塊和瓦斯水合物存儲模塊，所述所述瓦斯水合物生成模塊具體為水合物反應(yīng)器，所述瓦斯水合物分離模塊具體為分離器，所述瓦斯水合物存儲模塊具體為保存溫度在-15°以下的冷凍存儲罐。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢棄礦井瓦斯綜合利用系統(tǒng)，其特征在于：所述瓦斯成分檢測分析模塊具體為高精度瓦斯氣體分析儀，且具體型號為Gasboard-3110P。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢棄礦井瓦斯綜合利用系統(tǒng)，其特征在于：所述瓦斯收集模塊包括抽氣泵(1)、控制器(2)和儲氣罐(3)，所述抽氣泵(1)的進氣口固定連通有抽氣管(4)，所述抽氣管(4)上設(shè)有瓦斯?jié)舛葯z測儀(5)，所述抽氣泵(1)的出氣口通過輸氣管(6)與儲氣罐(3)固定連通，所述抽氣泵(1)和瓦斯?jié)舛葯z測儀(5)均通過導(dǎo)線與控制器(2)電性連接，所述儲氣罐(3)的下端固定連接有底座(7)，所述底座(7)為中空結(jié)構(gòu)且底部開設(shè)有開口，所述底座(7)的內(nèi)壁固定連接有支撐板(8)，所述支撐板(8)的中心處開設(shè)有通孔，且通孔內(nèi)通過滾珠軸承轉(zhuǎn)動連接有螺紋筒(9)，所述螺紋筒(9)的外壁固定套接有從動斜齒輪(10)，所述支撐板(8)的上端固定設(shè)有電機(11)，所述電機(11)的輸出軸固定連接有與從動斜齒輪(10)嚙合的主動斜齒輪(12)，所述螺紋筒(9)內(nèi)螺紋連接有升降螺桿(13)，所述升降螺桿(13)的下端固定連接有升降板(14)，所述升降板(14)的底部四角處均固定連接有萬向輪(15)，所述底座(7)靠近底部的內(nèi)壁對稱開設(shè)有四個與升降板(14)四角處對應(yīng)的圓柱槽(16)，所述圓柱槽(16)內(nèi)設(shè)有推力彈簧(17)，所述推力彈簧(17)的一端與圓柱槽(16)的內(nèi)壁固定連接，所述推力彈簧(17)的另一端固定連接有限位桿(18)，所述升降板(14)的側(cè)壁開設(shè)有與限位桿(18)對應(yīng)的限位槽(19)，所述限位桿(18)位于圓柱槽(16)內(nèi)的一端固定連接有拉桿(20)，位于同側(cè)的兩根所述拉桿(20)遠(yuǎn)離限位桿(18)的一端均通過通孔伸出底座(7)外且固定連接有同一個拉板(21)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種廢棄礦井瓦斯綜合利用系統(tǒng)，其特征在于：所述瓦斯?jié)舛葯z測儀(5)的具體型號為TL/XZJ-4。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的一種廢棄礦井瓦斯綜合利用系統(tǒng)的操作方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一：當(dāng)瓦斯深度檢測儀檢測到瓦斯?jié)舛冗_(dá)到預(yù)設(shè)值時，瓦斯?jié)舛葯z測儀反饋信號給控制器，控制器啟動抽氣泵，抽氣泵利用抽氣管將廢棄礦井內(nèi)的瓦斯抽出，再通過輸氣管將抽出的瓦斯輸送至儲氣罐內(nèi)，實現(xiàn)對瓦斯的收集；

步驟二：將儲氣罐中得到的瓦斯氣體經(jīng)高精度瓦斯氣體分析儀檢測其內(nèi)部各個氣體的組成成分，并做記錄留存；

步驟三：將儲氣罐中含甲烷等可燃性氣體通入水合物反應(yīng)器內(nèi)，結(jié)合公式r＝Aα_sexp[-△E/RT]exp[-a/(T_a-T₁)^b]p^γ，其中r為水合物生產(chǎn)速率，A為集中預(yù)定指數(shù)常數(shù)、α_s為氣-水接觸界面面積、△E為水合物形成的活化能、R為通用氣體常數(shù)、T為絕對溫度、P為系統(tǒng)壓力、a為常數(shù)、γ為相對壓力的反應(yīng)指數(shù)、T_a為相平衡溫度、T₁為連續(xù)相溫度，根據(jù)氣體分析儀分析出的瓦斯內(nèi)的氣體組分改變水合物反應(yīng)器結(jié)合公式的相關(guān)參數(shù)，使瓦斯氣體以最快的速率進行水合物生成；

步驟四：將水合物反應(yīng)器內(nèi)生成的水合物和水通入分離器內(nèi)，實現(xiàn)水合物和水的分離；

步驟五：將分離出的水繼續(xù)通入水合物反應(yīng)器中進行再次提取；

步驟六：將步驟四中得到的水合物轉(zhuǎn)存入冷凍存儲罐中進行保存，得到最終的瓦斯水合物。