超低浓度瓦斯减排利用方法技术

本发明专利技术公开了一种超低浓度瓦斯减排利用方法，涉及瓦斯热能利用技术领域。本发明专利技术采用汽轮机同时驱动动力设备和发电机的方法，结合煤矿瓦斯回热氧化装置产热和煤矿用能、用热需求的特点，实现瓦斯回热氧化系统发电、驱动、供热的自动控制，提高超低浓度煤矿瓦斯利用效率，使瓦斯减排利用装置更加便捷、可靠。本发明专利技术的技术方案将发电、驱动、供热和制冷有机结合，解决了瓦斯回热氧化系统能量供需匹配问题，为煤矿瓦斯利用开辟了新途径。煤矿瓦斯利用开辟了新途径。煤矿瓦斯利用开辟了新途径。

【技术实现步骤摘要】
超低浓度瓦斯减排利用方法


[0001]本专利技术涉及瓦斯热能利用
，尤其涉及一种超低浓度瓦斯减排利用方法。

技术介绍

[0002]瓦斯氧化所产生的能量，是由瓦斯抽采量决定的，关系到煤矿的安全生产，不能主动调节。瓦斯氧化所产生的能量，主要用于驱动煤矿动力设备（如空压机等）；煤矿动力设备的调节，是由煤矿生产状况决定的，也不能随意调节。因此瓦斯氧化所产生的能量与驱动煤矿动力设备需要的能量不匹配。
[0003]公开号CN1065000082A的中国专利公开了一种基于钢厂饱和蒸汽优化利用的煤气发电系统，将煤气锅炉尾部的低温烟气余热对凝结水进行初级加热，低压蒸汽
‑
凝结水换热器和中压蒸汽
‑
凝结水换热器则分别利用钢厂的低压饱和蒸汽和中压饱和蒸汽对凝结水进行再次加热。但是该系统我不存在供需不匹配的问题，因此，不能将其直接应用于煤矿瓦斯处理技术中。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种超低浓度瓦斯减排利用方法，结合煤矿瓦斯回热氧化装置产热和煤矿用能、用热需求的特点，实现瓦斯回热氧化系统发电、驱动、供热的自动控制，提高超低浓度煤矿瓦斯利用效率，使瓦斯减排利用装置更加便捷、可靠。
[0005]为实现此技术目的，本专利技术采用如下方案：超低浓度瓦斯减排利用方法，包括如下步骤：S1、超低浓度瓦斯在回热氧化装置内充分氧化并释放能量，产生高温烟气，高温烟气进入余热锅炉；S2、高温烟气在余热锅炉内与软化水交换热量，烟气温度降低随后排入大气，软化水吸收高温烟气的热量成为高温过热蒸汽；S3、高温过热蒸汽或进入汽轮机，推动汽轮机做功变为低温乏汽，低温乏汽热交换后冷却为冷凝水，返回至余热锅炉循环使用；高温过热蒸汽或进入减温减压器变为低温蒸汽，低温蒸汽热交换后冷却为冷凝水，返回至余热锅炉循环使用；S4、S3中热交换产生的高温软化水，分别用于制备洗浴热水、供暖热水、制冷机制冷供水。
[0006]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术采用汽轮机同时驱动动力设备和发电机的方法，结合煤矿瓦斯回热氧化装置产热和煤矿用能、用热需求的特点，实现瓦斯回热氧化系统发电、驱动、供热的自动控制，提高超低浓度煤矿瓦斯利用效率，使瓦斯减排利用装置更加便捷、可靠。本专利技术的技术方案将发电、驱动、供热和制冷有机结合，解决了瓦斯回热氧化系统能量供需匹配问题，为煤矿瓦斯利用开辟了新途径。
[0007]本专利技术的优选方案为：超低浓度瓦斯指的是浓度在3%以下的煤矿抽采瓦斯。
[0008]S1中高温烟气的温度在800℃~850℃。
[0009]S2中烟气温度降至150℃以下。
[0010]当制备洗浴热水、供暖、制冷停用或热量有富余时，高温软化水进入冷却塔，放热后返回热交换用凝汽器，保证冷凝水温度适中。
[0011]S3中汽轮机通过联轴器与空压机相连，空压机通过联轴器与发电电动一体机相连；当汽轮机的输出功率等于空压机功率时，共同转轴的转速不变，发电电动一体机不做工；当汽轮机的输出功率大于空压机功率时，共同转轴的转速将要升高，发电动一体机利用多余功率发电，维持共同转轴的转速不变；当汽轮机的输出功率小于空压机功率时，共同转轴的转速将要降低，发电电动一体机做功补充不足功率，维持共同转轴的转速不变。
附图说明
[0012]图1为本专利技术实施例提供的超低浓度瓦斯减排利用系统的结构示意图；图中标记为：1、回热氧化装置；2、余热锅炉；3、烟囱；4、冷凝水箱；5、补水泵；6、汽轮机；7、凝汽器；8、减温减压器；9、联轴器；10、空压机；11、发电电动一体机；12、分水器；13、洗浴水换热器；14、集水器；15、循环水泵；16、洗浴水调节阀；17、洗浴成品水箱；18、供热换热器；19、制冷机；20、冷却塔；21、控制器。
具体实施方式
[0013]为充分了解本专利技术之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本专利技术做详细说明，但本专利技术并不仅仅限于此。
[0014]如图1所示，一种超低浓度瓦斯减排利用系统，由回热氧化装置1、余热锅炉2、烟囱3、发电子系统、换热子系统、高温水利用子系统等组成，回热氧化装置1与余热锅炉2连接，余热锅炉2分别与烟囱3、发电子系统、换热子系统连通，换热子系统与高温水利用子系统双向连通。
[0015]发电子系统由汽轮机6、联轴器9、空压机10和发电电动一体机11等组成，余热锅炉2的高温过热出口通过管道与汽轮机6连通，汽轮机6的出口通过联轴器9与空压机10相连，空压机10还通过另一联轴器与发电电动一体机11连接，发电电动一体机11与电脑控制器21通信连接。发电电动一体机11与汽轮机6、空压机10连接在共同的转轴上，以相同的速度转动。共同转轴的转速是由空压机10的输出功率决定的，空压机10输出功率越高，转速越快。汽轮机6的输出功率是由瓦斯氧化所产生的能量决定的，瓦斯氧化所产生的能量越多，汽轮机6输出功率越大。
[0016]换热子系统由减温减压器8、凝汽器7、冷凝水箱4和补水泵5等组成，余热锅炉2的高温过热蒸汽出口还与减温减压器8相连，减温减压器8通过管道与凝汽器7的气体进口相连，凝汽器7的气体进口还与汽轮机6相连，凝汽器7的低温液体出口通过管道与冷凝水箱4连通，冷凝水箱4通过补水泵5与余热锅炉2的软化水进口相连。
[0017]高温水利用子系统由分水器12、集水器14、循环水泵15和用热设备等组成，其中凝汽器7的高温液体出口通过管道与分水器12相连，分水器12上并联多种不同的用热设备，用
热设备的低温回水口均与集水器14相连，集水器14通过循环水泵15与凝汽器7的液体进口相连。
[0018]用热设备分为洗浴水换热器13、供热换热器18、制冷机19和冷却塔20四种，其中，洗浴水换热器13为液体与液体的换热器，洗浴水换热器13的低温液体进口与洗浴水供水管相连，洗浴水供水管上安装有洗浴水调节阀16，经洗浴水换热器13加热后的洗浴水出口与洗浴成品水箱17相连，洗浴成品水箱17供澡堂用水。供热换热器18也是液体与液体的换热器，供热换热器18的待加温管道为采暖水管。
[0019]超低浓度瓦斯减排利用方法，步骤如下：S1、超低浓度瓦斯（浓度在3%以下的煤矿抽采瓦斯）在回热氧化装置内充分氧化并释放能量，产生温度在800℃~850℃高温烟气，高温烟气进入余热锅炉。
[0020]S2、高温烟气在余热锅炉内与软化水交换热量，烟气温度降低至150℃以下随后排入大气，软化水吸收高温烟气的热量成为350℃~400℃高温过热蒸汽。
[0021]S3、高温过热蒸汽或进入汽轮机，推动汽轮机做功变为150℃~160℃低温乏汽，低温乏汽热交换后冷却为95℃~105℃冷凝水，返回至余热锅炉循环使用。
[0022]当汽轮机6的输出功率等于空压机10功率时，共同转轴的转速不变，电机控制器21控制发电电动一体机11不做功。当汽轮机6的输出功率大于空压机11功率时，共同转轴的转速有升高趋势，电机控制器21控制发电电动一体机11作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超低浓度瓦斯减排利用方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、超低浓度瓦斯在回热氧化装置内充分氧化并释放能量，产生高温烟气，高温烟气进入余热锅炉；S2、高温烟气在余热锅炉内与软化水交换热量，烟气温度降低随后排入大气，软化水吸收高温烟气的热量成为高温过热蒸汽；S3、高温过热蒸汽或进入汽轮机，推动汽轮机做功变为低温乏汽，低温乏汽热交换后冷却为冷凝水，返回至余热锅炉循环使用；高温过热蒸汽或进入减温减压器变为低温蒸汽，低温蒸汽热交换后冷却为冷凝水，返回至余热锅炉循环使用；S4、S3中热交换产生的高温软化水，分别用于制备洗浴热水、供暖热水、制冷机制冷供水。2.根据权利要求1所述的超低浓度瓦斯减排利用方法，其特征在于，超低浓度瓦斯指的是浓度在3%以下的煤矿抽采瓦斯。3.根据权利要求1所述的超低浓度瓦斯减排利用方法，其特征在于，S1中高温烟气的温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明强，张庆华，狄海涛，萧琦，薄树祥，王琪，石增柱，张巨川，姚志勇，马宏军，苑龙峰，翟伟，王江，刘侠，陈琳，刘鑫，戴霆，李龙龙，贾乐，王一帆，刘羽涛，韩曦明，王建学，
申请(专利权)人：北京中源博智节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：