[发明专利]一种利用煤矿低浓度瓦斯发电方法

说明书

技术领域

本发明涉及发电技术领域，具体涉及一种利用煤矿低浓度瓦斯发电方法。

背景技术

煤层气在煤矿称为煤矿瓦斯，根据新的资源评价结果，我国陆上煤层气资源量为36.8万亿立方米，与陆上常规天热气资源量38万亿立方米相当，仅次于俄罗斯和加拿大。煤层气的主要成分是甲烷，甲烷在空气中的浓度达到5%-16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。如果煤层气不加以利用，直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对环境影响较大。煤矿瓦斯分为高浓度瓦斯和低浓度瓦斯，高浓度瓦斯是指瓦斯浓度大于25%的瓦斯，低浓度瓦斯是指瓦斯浓度低于25%的瓦斯。目前利用瓦斯进行发电时使用的瓦斯为高浓度瓦斯。我国60%以上的瓦斯是含甲烷低于25%的低浓度瓦斯，按煤矿安全规程要求，浓度在25%以下的低浓度瓦斯不能进行贮存和输送，更不能用于发电。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用煤矿低浓度瓦斯发电方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种利用煤矿低浓度瓦斯发电方法，该发电方法包括以下步骤：将低浓度瓦斯和空气混合，制成混合燃烧气，之后将所述混合燃烧气送入燃烧器中进行燃烧，燃烧产生的热量送至发动机，再由发动机带动发电机进行发电。

进一步的，所述低浓度瓦斯由以下重量百分含量的组分组成：甲烷3～25%、氧气11～15%、氮气54～70%、二氧化碳0.1～3.5%、可燃杂质气体0～1.5%、不可燃杂质气体3～8%。

所述低浓度瓦斯的相对湿度≥73%，温度低于50℃。

所述混合燃烧气中低浓度瓦斯和空气的体积比为：低浓度瓦斯体积:空气体积=（2～9）:1。

所述发动机优选为斯特林发动机。

本发明提供的利用煤矿低浓度瓦斯发电方法，通过利用低浓度瓦斯进行发电，解决了目前低浓度瓦斯不能利用，只能排放的难题，使低浓度瓦斯得到了资源化利用，解决了资源浪费问题，收益显著，经济效益好。利用煤矿低浓度瓦斯发电既可以有效地解决煤矿瓦斯事故、改善煤矿安全生产条件，又有利于减少温室气体排放，达到保护生命、保护资源、保护环境的多重目标，社会效益显著。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

本实施例提供的利用煤矿低浓度瓦斯发电方法，包括以下步骤：将低浓度瓦斯和空气以体积比为：低浓度瓦斯体积:空气体积=2:1混合，制成混合燃烧气，之后将混合燃烧气送入燃烧器中进行燃烧，燃烧产生的热量送至斯特林发动机，再由发动机带动发电机进行发电。其中，低浓度瓦斯由以下重量百分含量的组分组成：甲烷3%、氧气15%、氮气70%、二氧化碳3.5%、可燃杂质气体0.5%、不可燃杂质气体8%，低浓度瓦斯的相对湿度为73%，温度50℃。

实施例2

本实施例提供的利用煤矿低浓度瓦斯发电方法，包括以下步骤：将低浓度瓦斯和空气以体积比为：低浓度瓦斯体积:空气体积=9:1混合，制成混合燃烧气，之后将混合燃烧气送入燃烧器中进行燃烧，燃烧产生的热量送至斯特林发动机，再由发动机带动发电机进行发电。其中，低浓度瓦斯由以下重量百分含量的组分组成：甲烷25%、氧气15%、氮气54%、二氧化碳0.1%、可燃杂质气体1.5%、不可燃杂质气体4.4%，低浓度瓦斯的相对湿度为77%，温度46℃。

实施例3

本实施例提供的利用煤矿低浓度瓦斯发电方法，包括以下步骤：将低浓度瓦斯和空气以体积比为：低浓度瓦斯体积:空气体积=6:1混合，制成混合燃烧气，之后将混合燃烧气送入燃烧器中进行燃烧，燃烧产生的热量送至斯特林发动机，再由发动机带动发电机进行发电。其中，低浓度瓦斯由以下重量百分含量的组分组成：甲烷18%、氧气11%、氮气66%、二氧化碳2%、不可燃杂质气体3%，低浓度瓦斯的相对湿度为75%，温度41℃。

本发明实施例1-3提供的利用煤矿低浓度瓦斯发电方法，通过利用低浓度瓦斯进行发电，解决了目前低浓度瓦斯不能利用，只能排放的难题，使低浓度瓦斯得到了资源化利用，解决了资源浪费问题，收益显著，经济效益好。利用煤矿低浓度瓦斯发电既可以有效地解决煤矿瓦斯事故、改善煤矿安全生产条件，又有利于减少温室气体排放，达到保护生命、保护资源、保护环境的多重目标，社会效益显著。