[发明专利]煤矿低浓度瓦斯回收工艺及系统

说明书

技术领域

本发明涉及工业气体分离精制技术领域。更具体涉及一种煤矿低浓度瓦斯回收工艺及系统。

背景技术

目前中国煤矿70～90％的瓦斯因甲烷浓度低于20％，因无利用价值而直接排空。由于这些瓦斯中的甲烷浓度低，氧含量高，非常接近甲烷的爆炸极限，所以难以直接利用。另外，甲烷对大气温室效应的影响占15～20％，甲烷为二氧化碳分子温室效应的21倍，对臭氧层破坏能力是二氧化碳的7倍，将甲烷排放到大气中，一方面造成了资源的严重浪费，另一方面导致温室效应。因此，合理利用低浓度瓦斯具有节能和环保的双重意义。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种煤矿低浓度瓦斯回收工艺及系统，提高低浓度瓦斯的浓度及其热值。

本发明的首要目的通过以下技术方案实现：

一种煤矿低浓度瓦斯回收工艺，包括以下步骤：

(1)除杂：先将矿井抽采的低浓度瓦斯通过低浓度瓦斯进气管道输送到布袋除尘器内，过滤低浓度瓦斯中的尘粒。再将除尘后的低浓度瓦斯通过高浓度瓦斯进气管道与地面抽采的瓦斯(浓度＞30％)在混合器中混合，得到浓度大于16％的瓦斯。最后将混合后的瓦斯导入吸附干燥器，吸附干燥器中的氧化铝分子筛，除去瓦斯中的水分。

(2)提高浓度：适当提高瓦斯浓度将除杂后瓦斯输送到装有沸石分子筛的高压罐中，关闭阀门，对其进行加压。在高压的作用下，低浓度瓦斯中的甲烷被沸石分子筛吸收，剩余其他气体直接通过出口排出，再将吸附了甲烷输送到低压罐内，在低压的作用下，沸石分子筛对甲烷的吸附能力很小，大量的甲烷气体放出，待放出基本完毕时，再用真空泵抽取沸石分子筛中的甲烷，得到浓度40％～60％瓦斯。

(3)催化：将浓度在40％～60％之间的瓦斯通入稀土活化燃气节能增益器中，与燃料增益剂按5～13‰比例调整压力混合。

一种煤矿低浓度瓦斯回收系统，包括低浓度瓦斯进气管道依次与布袋除尘器、高浓度瓦斯进气管道、混合器、吸附干燥器、氧化铝分子筛、二氧化碳处理装置、碳分子筛、高压罐、沸石分子筛、阀门、低压罐、真空泵、稀土活化燃气节能增效器、出气管相连接。

本发明有益效果：低浓度瓦斯回收系统提供一种浓度适当、热值高的燃料，大大提高了瓦斯回收率节约能源；减少了高温室效应甲烷气体的排放，减少污染，而且还可以带来显著的经济效益。

附图说明

图是本发明系统示意图。

具体实施方式

结合附图详细本发明实施例：

参见图，煤矿低浓度瓦斯回收系统，包括低浓度瓦斯进气管道(1)依次与布袋除尘器(2)、高浓度瓦斯进气管道(3)、混合器(4)、吸附干燥器(5)、氧化铝分子筛(6)、二氧化碳处理装置(7)、碳分子筛(8)、高压罐(9)、沸石分子筛(10)、阀门(11)、低压罐(12)、真空泵(13)、稀土活化燃气节能增效器(14)、出气管(15)相连接；

碳分子筛(8)内置于高压罐(9)中，高压罐(9)和沸石分子筛(10)由阀门(11)所控制，低压罐(12)中设有沸石分子筛(10)，低压罐(12)与高压罐(9)之间设有阀门。

煤矿低浓度瓦斯回收工艺，包括以下步骤：

(1)除杂质

A.碳分子筛除尘：矿井抽采出的低浓度瓦斯输送到与低浓度进气管道(1)相连的布袋除尘器(2)中，使含尘烟气通过过滤材料，将尘粒过滤下来，过滤材料除去粗粉尘颗粒主要靠惯性碰撞作用，捕集细颗粒粉尘主要靠扩散和筛分作用；

B.混合

将除尘后的低浓度瓦斯通过高浓度进气管道(3)进入混合器(4)与浓度高于30％瓦斯混合；

C.除湿

通过与布袋除尘器(2)相连接的吸附干燥器(5)中的氧化铝分子筛(6)将混合后的瓦斯中的水分去除。

(2)吸附

再除杂后瓦斯输送到二氧化碳处理装置(7)，二氧化碳处理装置(7)中设有碳分子筛(8)，由于二氧化碳的动力学直径相对比较小，碳分子筛(8)中的吸附剂将较大的二氧化碳从甲烷和链烃中排出。