[发明专利]一种基于煤矿瓦斯回收的能量综合利用系统及其运行方法

摘要

本发明公开了一种基于煤矿瓦斯回收的能量综合利用系统及其运行方法，其特征在于，它包括：一次掺混装置、二次掺混装置、蓄热氧化装置、余热锅炉、蒸汽轮机、凝汽器、空冷岛、烟囱、烟气型吸收式热泵、烟气换热器、第一蒸汽换热器、第一疏水换热器、第二蒸汽换热器、第二疏水换热器和煤矿井筒；一次掺混装置和二次掺混装置依次连接，为蓄热氧化装置提供所需低浓度的瓦斯混合气，蓄热氧化装置产生高温烟气，依次通过余热锅炉和蒸汽轮机进行回收利用；另外，利用余热锅炉排烟和蓄热氧化装置高温烟气混合来驱动烟气型吸收式热泵。本发明深度降低了整体系统的能源消耗量，减少了高品位能的损失，实现了热能的梯级利用。

主权项

1.一种基于煤矿瓦斯回收的能量综合利用系统，其特征在于，包括：一次掺混装置（1）、二次掺混装置（2）、蓄热氧化装置（3）、余热锅炉（4）、蒸汽轮机（5）、凝汽器（6）、空冷岛（7）、烟囱（8）、烟气型吸收式热泵（9）、烟气换热器（10）、第一蒸汽换热器（11）、第一疏水换热器（12）、第二蒸汽换热器（13）、第二疏水换热器（14）和煤矿井筒（15），所述一次掺混装置（1）设置有烟气进口、空气进口和瓦斯进口，所述一次掺混装置（1）的烟气进口与蓄热氧化装置（3）的低温烟气出口连接，且在一次掺混装置（1）的烟气进口安装有第二阀门（22），所述一次掺混装置（1）的空气进口连接有新鲜空气（102），且在一次掺混装置（1）的空气进口安装有第一阀门（21），所述一次掺混装置（1）的瓦斯进口连接有低浓度瓦斯（101），所述二次掺混装置（2）设置有混合气进口、烟气进口和空气进口，所述二次掺混装置（2）的混合气进口与一次掺混装置（1）的混合气出口连接，且在一次掺混装置（1）的混合气出口安装有第一瓦斯浓度测量仪（23），所述二次掺混装置（2）的烟气进口与蓄热氧化装置（3）的低温烟气出口连接，且在二次掺混装置（2）的烟气进口安装有第四阀门（25），所述二次掺混装置（2）的空气进口连接有新鲜空气（102），且在二次掺混装置（2）的空气进口安装有第三阀门（24），所述二次掺混装置（2）的混合气出口与蓄热氧化装置（3）的进气口连接，且在二次掺混装置（2）的混合气出口安装有第二瓦斯浓度测量仪（26），所述蓄热氧化装置（3）的低温烟气出口还通过低温烟气管（61）与烟囱（8）连接，且在低温烟气管（61）上安装有第五阀门（27），所述蓄热氧化装置（3）的高温烟气出口通过第一高温烟气支管（62）和第二高温烟气支管（63）分别与余热锅炉（4）的烟气进口和烟气型吸收式热泵（9）的烟气进口连接，且在第一高温烟气支管（62）和第二高温烟气支管（63）上分别安装有第六阀门（28）和第七阀门（29），所述余热锅炉（4）的烟气出口通过第一中温烟气支管（64）和第二中温烟气支管（65）分别与烟气型吸收式热泵（9）的烟气进口和烟气换热器（10）的烟气进口连接，且在第一中温烟气支管（64）和第二中温烟气支管（65）上分别安装有第八阀门（30）和第九阀门（31），所述烟气型吸收式热泵（9）的烟气出口与烟囱（8）连接，且在烟气型吸收式热泵（9）的烟气出口安装有第十阀门（32），所述烟气换热器（10）的烟气出口与烟囱（8）连接，且在烟气换热器（10）的烟气出口安装有第十一阀门（33），所述余热锅炉（4）的过热蒸汽出口与蒸汽轮机（5）的进汽口连接，所述蒸汽轮机（5）的排汽口与凝汽器（6）的乏汽进口连接，所述凝汽器（6）的凝结水出口与余热锅炉（4）的进水口连接，所述凝汽器（6）的循环水进口同时与空冷岛（7）的循环水出口和烟气型吸收式热泵（9）的低温水出口连接，且在空冷岛（7）的循环水出口和烟气型吸收式热泵（9）的低温水出口分别安装有第十三阀门（35）和第十四阀门（36），所述凝汽器（6）的循环水出口同时与空冷岛（7）的循环水进口和烟气型吸收式热泵（9）的低温水进口连接，且在空冷岛（7）的循环水进口和烟气型吸收式热泵（9）的低温水进口分别安装有第十二阀门（34）和第十五阀门（37），所述蒸汽轮机（5）的抽汽口同时与第一蒸汽换热器（11）的蒸汽进口和第二蒸汽换热器（13）的蒸汽进口连接，且在第一蒸汽换热器（11）的蒸汽进口和第二蒸汽换热器（13）的蒸汽进口分别安装有第十七阀门（39）和第十六阀门（38），所述第一蒸汽换热器（11）的疏水出口与第一疏水换热器（12）的疏水进口连接，所述第二蒸汽换热器（13）的疏水出口与第二疏水换热器（14）的疏水进口连接，所述空冷岛（7）的空气进口连接有冷空气（103），且在空冷岛（7）的空气进口安装有第二十七阀门（49），所述空冷岛（7）的空气出口与第二疏水换热器（14）的空气进口连接，所述第二疏水换热器（14）的空气出口与第二蒸汽换热器（13）的空气进口连接，所述第二蒸汽换热器（13）的空气出口与煤矿井筒（15）的高温空气进口连接，且在第二蒸汽换热器（13）的空气出口安装有第二十八阀门（50），所述煤矿井筒（15）的低温空气进口连接有冷空气（103），且在煤矿井筒（15）的低温空气进口安装有第二十六阀门（48），供热回水管（66）同时与烟气换热器（10）的低温进水口、烟气型吸收式热泵（9）的中温水进口和第一疏水换热器（12）的低温进水口连接，且在烟气换热器（10）的低温进水口、烟气型吸收式热泵（9）的中温水进口和第一疏水换热器（12）的低温进水口分别安装有第十八阀门（40）、第二十阀门（42）和第二十二阀门（44），所述第一蒸汽换热器（11）的低温水进口同时与烟气换热器（10）的低温出水口、烟气型吸收式热泵（9）的中温水出口和第一疏水换热器（12）的低温出水口连接，且在烟气换热器（10）的低温出水口、烟气型吸收式热泵（9）的中温水出口、第一疏水换热器（12）的低温出水口和第一蒸汽换热器（11）的低温水进口分别安装有第十九阀门（41）、第二十一阀门（43）、第二十三阀门（45）和第二十四阀门（46），所述第一蒸汽换热器（11）的低温水出口与采暖供水管（69）连接，且第一蒸汽换热器（11）的低温水出口安装有第二十五阀门（47），生活热水管（68）同时与烟气换热器（10）的低温出水口、烟气型吸收式热泵（9）的中温水出口和第一疏水换热器（12）的低温出水口连接。