[实用新型]一种煤矿低浓度瓦斯综合利用与减排系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及低浓度瓦斯利用技术领域，特别涉及一种煤矿低浓度瓦斯综合利用与减排系统。

背景技术

甲烷含量低于30%的瓦斯称为低浓度瓦斯，根据利用方式的不同，又将低浓度瓦斯分为甲烷浓度为6%~30%的低浓度瓦斯和甲烷浓度低于6%的低浓度瓦斯。对于甲烷浓度为6%~30%的低浓度瓦斯，其利用的主要技术途径是采用煤矿低浓度瓦斯发电机组和输送安全保障技术, 实现低浓度瓦斯发电。在低浓度煤矿瓦斯内燃机直接发电方面，胜动集团是世界上第一家成功研制低浓度瓦斯发电机组的公司，可将浓度高于6% 的低浓度瓦斯转换成电能。

甲烷浓度低于6%的低浓度瓦斯主要来源是矿井乏风。现有技术中，有关煤矿乏风瓦斯的利用装置有美国Sequa公司在MEGTEC系统中公布的可用于处理煤矿乏风的热力TFRR燃烧器和加拿大CANMET能源技术研制的CFRR催化燃烧器。其工作原理是采用可再生热交换器实现气固之间的能量传输和转移，该反应器的关键是将送入反应器中的气体不断变换流动方向，使气体在蓄热体中吸热升温，以保证氧化过程的自维持。CFRR燃烧器和TFRR燃烧器工作原理和构造大体相同，主要区别是催化逆流反应器使用了氧化催化剂，降低了瓦斯氧化所需要的温度。

现有的关于低浓度瓦斯利用技术存在以下缺点：（1）低浓度瓦斯发电机组中由于甲烷燃烧不充分，机组排烟甲烷浓度仍为2.0%以上，而且从余热换热器出口排出的烟气温度高达200℃，如将其直接排空，既造成能源的浪费，也造成环境污染；（2）煤矿乏风瓦斯热逆流氧化装置由于乏风瓦斯浓度低，且不稳定，氧化装置运行不稳定，甚至无法维持自运行。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、能源利用率高且对环境无污染的煤矿低浓度瓦斯综合利用与减排系统。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种煤矿低浓度瓦斯综合利用与减排系统，包括瓦斯抽排装置、通风装置、发电机组、抽排瓦斯-乏风混合器、乏风-烟气混合器、氧化装置以及蒸汽轮机，所述瓦斯抽排装置通过抽排瓦斯输送管路与发电机组相连，发电机组与配电站相连，瓦斯抽排装置抽排的瓦斯经抽排瓦斯输送管路送入发电机组发电，发电机组所产电量输送至配电站，所述抽排瓦斯-乏风混合器通过掺混输送管路与瓦斯抽排装置相连，抽排瓦斯-乏风混合器通过乏风输送管路与通风装置相连，抽排瓦斯-乏风混合器通过混合器连接管路与乏风-烟气混合器相连，乏风-烟气混合器与发电机组相连，所述乏风-烟气混合器通过混合气体输送管路与氧化装置相连，氧化装置通过蒸汽输送管路与蒸汽轮机相连，蒸汽轮机与配电站相连，瓦斯抽排装置抽排的瓦斯经掺混输送管路送入抽排瓦斯-乏风混合器并与来自通风装置的乏风于抽排瓦斯-乏风混合器中进行掺混，掺混后的气体与来自发电机组产生的烟气在乏风-烟气混合器中再次进行掺混，乏风-烟气混合器中掺混的混合气体经混合气体输送管路送入氧化装置，氧化装置产生的蒸汽经蒸汽输送管路送入蒸汽轮机进行发电，蒸汽轮机所产电量输送至配电站。

上述煤矿低浓度瓦斯综合利用与减排系统还包括余热换热器，所述余热换热器置于发电机组与乏风-烟气混合器之间，发电机组产生的烟气经余热换热器后送入乏风-烟气混合器中。

本实用新型的有益效果在于：

1）本实用新型将部分抽排瓦斯和乏风进行掺混后送入氧化装置，提高了乏风瓦斯浓度，有利于氧化装置的连续稳定运行；

2）本实用新型将余热换热器出口烟气与乏风混合后输入氧化装置，使烟气中的热量进一步回收利用，而且烟气中甲烷经氧化装置氧化后再排空，减少了环境污染，从而实现煤矿瓦斯的零排放。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。