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矿井通风瓦斯催化燃烧及其热能梯级利用技术

来源:三门峡科技大市场 时间:2019-05-28 阅读:2142

矿井通风瓦斯催化燃烧及其热能梯级利用技术

 

瓦斯是煤矿开采中最大的安全隐患,它是以甲烷(CH )为主的多种气体的混4合物,其中甲烷浓度为 85%的瓦斯,热值为 34.6MJ/m 。据统计,我国 2004 年煤炭百万吨死亡率约 3 人,这一水平是美国的 100 多倍,印度的 10 多倍。其中 95%以上都是死于瓦斯爆炸引起的事故,瓦斯爆炸给煤矿的正常生产造成了巨大的损失。在煤矿的开采中,为了预防瓦斯爆炸,通常采用通风稀释的方法,将瓦斯的浓度控制在 1%以下,这部分瓦斯被称为通风瓦斯。通风瓦斯也是一种储量巨大的低品位能源,甲烷浓度为 1%的通风瓦斯,理论燃烧温度为 265℃。虽然通风瓦斯中瓦斯的浓度只有约 1%,但是由于排放量巨大,造成了巨大的能源浪费。根据我国 1996 年及 2000 年进行全国矿井瓦斯情况的调查,通风瓦斯量分别为 106亿 m3和 96 亿 m ,位居世界第一,所含瓦斯的低位发热量相当于 3370 万 t 标准3煤的低位发热量,如果能将这部分资源作为能源进行开发利用,这将对于保障我国的能源安全起到不可忽视的作用。除此之外,瓦斯也是一种公认的温室气体,其温室效应是 CO 的 21 倍,每年因人类煤矿生产所排入大气的通风瓦斯,造成了空气变暖、环境恶化、物种灭绝等一系列生态环境问题。该技术利用催化燃烧和气固换热的原理,将通风瓦斯催化燃烧并将其热能进行梯级利用,不仅对保障我国的能源安全以及环境保护起到不可忽视的作用,同

时还能带动我国相关产业技术的发展,具有重大的战略意义。该技术可以广泛适用于包括煤矿通风瓦斯,天然气、沼气、石油油层气、高炉煤气以及钢铁和石化生产中的可燃废气在内的超低浓度可燃气体,具有广泛的实用性和广阔的市场应用前景。已取得的研究成果:本课题所研究的通风瓦斯催化燃烧利用技术,针对浓度在 0.13%~1.0%之间的通风瓦斯,实现了绝大多数反应率超过 90%,浓度在 0.3%~1.0%之间的通风瓦斯,热量回收率超过 50%。在不产生 NOx 的环保燃烧基础上,实现了低浓度通风瓦斯的自持燃烧和热量梯级回收利用。项目进一步发展计划:本课题在进行实验研究的时候,限于实验条件限制,只能采用天然气和压缩空气模拟通风瓦斯。由于通风瓦斯具有含硫、高粉尘、浓度及流量波动的特点,在进行工业放大时,所以必须从以下几个方面进行深入研究:

真实条件下催化剂的寿命实验;

热能回收方式对系统燃烧效率的影响;

热量利用方式对系统整体效率的影响;

实际运行中通风瓦斯浓度及流量波动对系统稳定运行的影响;

蓄热体物理参数对系统燃烧及流动特性的影响。

如有需要可联系三门峡科技大市场,电话:0398-2751856   0398-2751865

 


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