变压吸附法分离富集乏风瓦斯的实验研究

利用变压吸附分离技术,富集分离煤矿采煤矿井的巷道内部乏风瓦斯,目的在于保证煤炭生产安全,同时实现低浓度甲烷资源再利用。实验采用自行设计的双塔式变压吸附设备和改性活性炭吸附剂,整个流程由常压吸附联合真空解吸2个部分构成。实验比较了2种不同的活性炭吸附剂对瓦斯的吸附性能,通过调整切换时间、改变反吹流量等参数考察了吸附分离前后甲烷浓度的变化规律,进一步优化了工况参数。结果表明,变压吸附法能够有效实现乏风瓦斯的分离与富集。     

煤矿乏风瓦斯富集中试试验研究

针对煤矿乏风瓦斯浓度低,无法有效利用,并大量排放这一现状,对乏风瓦斯的富集开展了研究,建立了首套乏风瓦斯富集中试试验装置。试验装置瓦斯处理量为500 m3/h,采用三塔两级分离工艺,并引入了抽排和排放气充压的流程。研究结果表明,利用自主改性的椰壳活性炭可将甲烷浓度为0.2%的乏风瓦斯气体富集到1.2%以上;抽排流程用于乏风瓦斯富集中试系统可有效提高产品气浓度,如抽排比由0增大到0.224时,产品气中的甲烷浓度增大到了原来的1.89倍;吸附剂热效应对乏风瓦斯富集的影响较小,试验过程中吸附塔内温度波动不超过3℃。     

煤矿乏风瓦斯氧化利用技术经济性分析

本文对煤矿乏风瓦斯利用技术进行了分析,以潞安集团潞宁煤矿为研究对象,开展煤矿乏风瓦斯氧化利用技术经济评价。结果表明:在不考虑碳交易情况下,乏风瓦斯利用项目处于亏损状态,通过引入CDM机制,可以极大提高乏风瓦斯利用项目经济性。     

煤矿乏风瓦斯利用技术及应用前景

我国绝大部分煤矿乏风直接排放到大气中,不仅加剧了温室效应,而且造成了资源的浪费,因而迫切需要对煤矿乏风瓦斯利用技术进行研究。介绍了国内外煤矿乏风瓦斯的利用技术现状———辅助燃料利用技术和主要燃料利用技术,并对国内乏风瓦斯利用技术的应用前景进行了分析。     

变压吸附法富集分离煤矿乏风瓦斯的研究进展

介绍了变压吸附法的原理及工艺过程,讨论了吸附剂的选择、主要操作条件的影响,并进行了社会、经济和环境效益分析。分析表明,变压吸附法是目前最具有发展前景的瓦斯富集分离技术,炭材料由于吸附非极性分子甲烷时受水的影响较小而在天然气浓缩研究中被广泛用作吸附剂;半周期、均压流程、吸附压力和解吸压力是影响双塔真空变压吸附分离效果的主要操作条件。     

乏风瓦斯蓄热氧化试验研究

自主研制出处理量为1 000 m3/h的逆流式乏风瓦斯蓄热氧化装置,并进行了加热启动、氧化性能及自热平衡等试验研究。结果表明:乏风瓦斯蓄热氧化装置能够有效氧化处理甲烷,在稳定的温度场下,乏风中甲烷体积分数的改变对甲烷氧化率的影响不明显,在甲烷体积分数为0.148%时,氧化率仍维持在96%以上;当乏风瓦斯处理量为1 000 m3/h、甲烷体积分数大于等于0.30%时,装置自维持运行状态良好;当燃烧室中心温度降低时,装置内高温区域变小,氧化反应区域变窄,甲烷氧化率降低,不利于氧化反应的进行。     

矿井乏风瓦斯氧化发电技术研究进展

对矿井乏风瓦斯蓄热氧化燃烧发电技术和催化氧化燃烧燃气轮机发电技术进行了综述。分析了蓄热氧化燃烧装置的原理和流程,以及在国内外的实际应用情况。重点介绍了催化氧化燃烧燃气轮机发电技术的原理,催化燃烧室的关键技术即采用两种不同催化剂分多级装填的方式;指出了催化氧化燃烧燃气轮机发电技术工业化进程,下一步发展的主要方向。     

煤矿乏风瓦斯燃烧用催化剂研究进展

煤矿瓦斯是煤矿伴生气,其主要成分甲烷是全球第二大温室气体,温室效应是二氧化碳的21倍。煤矿瓦斯的直接排放将加剧温室效应及环境污染,因此近年来煤矿瓦斯的治理受到广泛关注。煤矿瓦斯中乏风瓦斯(甲烷浓度0. 1%～1. 0%)占比超过70%,该气体无法通过常规的燃烧方式处理和利用。催化燃烧作为一种脱除低浓度甲烷的高效方法,其不仅可以在较低的温度下实现甲烷的氧化,同时还可以减少甲烷处理过程中的NO_x和CO等污染物气体的排放,因此受到了人们的广泛关注。通过归纳近年来催化燃烧技术在催化剂研究方面的进展,重点阐述了催化剂制备方法对催化剂发展的影响,并且探讨了乏风瓦斯催化燃烧技术相关催化剂未来的发展方向。     

一种新型煤矿乏风瓦斯收集装置研制

针对煤矿乏风瓦斯排放量大,造成环境污染、资源浪费等问题,对煤矿乏风瓦斯收集技术的调研、计算,研制了一套新型煤矿乏风瓦斯收集装置,并进行了工业性试验。该收集装置采用平行移动式结构,包括收集罩、桥架、主动轮、传动轴、收集风管、轨道、伸缩风管、伸缩风管吊架等多个部件。试验结果表明,该套装置达到了10万m³/h设计风量且运行安全可靠,切换顺畅,在满足乏风瓦斯收集品质的要求下,能有效降低对矿井扩散塔主排风机的阻力影响,同时更加经济有效,完全满足乏风瓦斯收集需求。     

煤矿乏风瓦斯资源热氧化利用技术

瓦斯是清洁能源,随煤矿开采直接排入大气,既造成资源的浪费,又会加剧温室效应。根据煤矿赋存瓦斯条件,有针对性地进行瓦斯抽放和热氧化循环利用,可以带来巨大的经济效益和社会效益,缓解我国能源压力。     

煤矿通风瓦斯甲烷热氧化装置实验研究

通过热力计算设计搭建了最大处理量为1 000 m 3/h的煤矿通风瓦斯热氧化装置,实现了装置的快速启动及长期自维持稳定运行。研究了处理量400～800 m3/h、甲烷浓度0.4%～0.8%、切换时间10～50 s时装置的运行情况,得到了装置的运行特点以及各运行参数对其的影响规律。实验结果表明,较高的风量、较高的甲烷浓度、较长的切换时间都会导致装置高温区变长。     

煤矿乏风的蓄热逆流氧化

用自行研制的蓄热逆流氧化装置对煤矿乏风的氧化反应进行试验,考察了CH₄体积分数、乏风流量、换向周期和反应区温度对煤矿乏风氧化的影响.结果表明：当CH₄体积分数大于0.2％时,蓄热逆流氧化装置能够维持自热氧化反应,氧化率在99％以上,且能够回收一定的热量;随CH₄体积分数和乏风流量的增加,氧化装置中心区温度升高,高温区域扩大,有利于氧化反应的进行;最佳换向周期范围为90～150 s;煤矿乏风氧化的最低反应温度为880 ℃左右.     

进气预热温度对煤矿乏风热逆流氧化的影响

为探索进气预热温度对煤矿乏风热逆流氧化的影响,对不同进气温度条件下煤矿乏风热逆流氧化的温度场、甲烷转化率、最低甲烷体积分数及最大换向半周期开展了数值模拟和试验研究,结果表明：随着进气预热温度的升高,氧化床高温区域拓宽,而峰值温度变化不明显;随着进气预热温度的不断提高,氧化装置甲烷转化率几乎成线性升高;提高进气预热温度,可以降低装置维持自运行所需的最低甲烷体积分数和延长最大换向半周期,有利于氧化装置的稳定运行。     

毛郢孜煤矿通风系统改造成果及应用

介绍了毛郢孜煤矿通风系统的现状及经过调查研究找出了解决通风问题的办法，并取得了明显的经济效益。     

自然风压对矿井通风系统的影响

通过分析一起瓦斯事故，探讨自然风压对矿井通风系统的影响和防范措施。     

巴里坤煤矿通风阻力测定与分析

矿井通风阻力测定是矿山通风工作中一项重要内容,是获取实际井巷风阻和矿井通风阻力分布的唯一手段。为准确掌握巴里坤煤矿通风系统现状,采用用精密气压计基点测定法,对巴里坤煤矿矿井通风阻力进行测定。通过数据整理分析得出通风阻力测定结果为296.81 Pa,矿井等积孔为4.36 m²,矿井总回风量为3786.72 m³/min,矿井进风段阻力占总阻力42.27%,矿井通风难易程度为容易,为科学有效优化矿井通风系统提供了数据支持。     

闽南小煤矿通风系统分析及对策

闽南小煤矿通风系统大部分因采煤系统不完整或者是多个矿串联通风 ,系统漏风严重 ,受自然风压影响明显 ,而造成风流紊乱 ,通风系统缺乏安全性和稳定性 ,给安全生产带来困难。针对这种情况 ,以黄坑矿为示范区 ,通过通风系统阻力测定及网络解算 ,分析了矿井通风系统阻力分布与风量分配存在的主要问题 ,并提出相应的处理对策     

煤矿乏风瓦斯流入特性对填充床内置换热器取热的影响

在实验验证数学模型有效基础上,研究了气体流入特性对煤矿乏风氧化床内置换热器取热的影响,结果表明:填充床内置换热器取热率随床层入口气体质量流速均匀性指数的下降而减小,蜂窝陶瓷的存在导致气体流动单向导通、增大床层物理流速及辐射面积,使床层入口气体质量流速均匀性指数减幅相同时填充床内置换热器取热率减小幅度要比空床换热器大;床层入口气体平均质量流速不变时,内置热器取热率随床层入口气体温度均匀性变差而减小,温度分布不均同时引起流速分布不均,温度分布不均引起的取热率下降幅度要明显大于相同平均质量流速、温度下床层入口气体流速不均引起的取热率下降幅度;对于立式氧化床,各部分气体由于温度不同导致的浮力大小不同以及气体所受浮力由于进风方式不同导致的对流动影响差异,换热器取热率也随之发生变化,随着床层入口气体平均温度逐步升高,进风方式对取热率影响越来越明显。     

抽放瓦斯与乏风混合器的性能研究

提出了一种扩张引射式混合器,用于将抽放瓦斯与乏风瓦斯混合,一起送入煤矿乏风瓦斯氧化装置内进行氧化利用。为了保证氧化装置及煤矿系统的安全,采用Fluent软件对混合器的混合过程及混合效果进行了数值模拟研究,计算结果表明：增大引射管的最大直径和锥角可以改善混合均匀性,阻力损失也会随之增大;在一定范围内,增加尾锥锥角可以有效改善混合效果,而尾锥锥角对流动阻力损失影响不大。根据模拟计算结果,设计制造了混合器,并对混合效果进行了实验测试,测试结果与模拟计算结果基本一致,验证了模拟计算的正确性。     

自然风压对矿井通风网络稳定性影响的研究

由于井巷空气的密度不同会产生自然风压。自然风压的存在,将会导致矿井通风网络的参数发生变化,进而对矿井的安全生产产生影响。因此,定量分析自然风压对矿井通风网络的影响,对矿井的安全生产是十分必要的。文章运用热力学、流体力学及通风网络的有关理论,建立自然风压对通风网络影响的相关数学模型,定量分析自然风压、通风网络风阻及风量之间的关系,并以此作为通风系统安全性评价、风量调节以及通风系统管理的理论依据。