[实用新型]一种风排瓦斯回收发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风排瓦斯的回收利用，尤其涉及一种风排瓦斯的回收发电。

背景技术

瓦斯是矿井的有害气体，具有燃烧、爆炸和突出危险性，严重地威胁着煤矿的安全生产。瓦斯的危害除了会造成爆炸事故外，还有对环境造成污染。目前，全世界因煤矿开采每年排入大气中的甲烷总量为3000万吨，其中70％(中国则为90％)来自甲烷浓度低于1％的矿井回风流中。我国《煤矿安全规程》规定：煤层气利用其甲烷浓度不能低于30％，而输入天然气管道则要求浓度大于95％，一些化工厂生产要求其浓度也比较高。但是为了生产安全，即使达不到利用浓度，也要抽放。而在生产过程中，随矿井通风排放的瓦斯中甲烷含量就更低了，最大也不能超过1％。

我国煤矿开采中，每年通过乏风排出的纯甲烷在100～150亿m³之间。一个高瓦斯矿区百万吨产量的矿井，每分钟乏风量在5000～10000m³之间，每分钟通过乏风排出纯甲烷就是25m³～50m³，每年排出的纯甲烷就是1000～2000万m³。将甲烷直接排放到大气中，一方面造成了有限的不可再生资源的严重浪费，仅每年从煤矿回风流中释放的瓦斯其低位发热量相当于3370万吨标准煤的低位发热量；另一方面，加剧了大气污染，加剧了温室效应。甲烷的温室效应是CO₂的24倍之多。因此，合理回收利用回风流中瓦斯具有节能和环保双重意义。

低浓度瓦斯的利用越来越引起各国政府的重视。甲烷浓度低于2％的矿井瓦斯称为超低浓度瓦斯，由于热值极低，在利用时有很大的困难。本实用新型的目的是回收利用风井中排出的浓度低于1％的超低浓度瓦斯。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种回收利用风井中排出浓度低于1％的超低浓度瓦斯。

本实用新型所采用的技术方案是：该风排瓦斯回收发电系统，包括湿式除尘风机、除湿器、高低浓度瓦斯混合箱、燃气轮机、齿轮组、发电机，所述除湿器由依次固定在圆柱形通道内部的旋流器和脱水桶构成；所述湿式除尘风机一端与靠近旋流器的除湿器端连接，另一端与风排瓦斯管道直接相连；所述高低浓度瓦斯混合箱一端即与除湿器的另一端连接，又与高浓度瓦斯管道连接，另一端与燃气轮机的离心式压缩机连接；所述燃气轮机依次由离心式压缩机、回热器、催化加热启动装置、催化燃烧室、径流式透平连接构成；所述齿轮组一 端与径流式透平连接，另一端与发电机连接。系统的整个过程：首先对风井排出瓦斯进行除杂、除湿等步骤后，再利用该浓度为0.5％～1％的瓦斯与矿井抽取浓度为30％～95％除杂后的高浓度瓦斯混合成浓度为2％～3％的瓦斯作为燃料，将其送入压气机压缩后，然后经过催化燃烧室进行催化燃烧，利用燃烧后的高温高压的燃气直接在燃气透平内膨胀做功，带动发电机发电，将高温燃气通过回热器回收一部分热量，用其加热压气机压缩过的燃气，再送入催化燃烧室进行燃烧，完成燃气轮机的循环。从而来实现风排瓦斯的回收利用。

该系统所采用的除尘装置是湿式除尘风机，它由矿用通风机与湿式振弦捕尘器组成。含尘空气被除尘风机吸入后，经过湿式振弦捕尘器将粉尘捕获，就地除尘净化，除尘净化后的气流从捕尘器出风口排出，达到净化风流的目的。经过净化的低浓度瓦斯气体再通过旋流器和脱水桶将瓦斯气体中的水分脱离出来，起到除湿作用。

该系统所采用的增加瓦斯浓度的装置是高低浓度瓦斯混合箱，其结构示意图见图1。瓦斯混合箱的顶上部位放置一个与混合箱内部相隔离的电机；内部中间位置放置一个小功率的风扇；前端分别接高、低浓度的瓦斯气体管道，且管道上面都有控制流量的阀门；后端放置瓦斯探测器。该装置的工作原理是利用控制阀控制高、低浓度瓦斯的流量来控制瓦斯混合后的浓度。当两股高、低浓度的瓦斯气体进入混合箱时，混合箱内部的小功率风扇转动，使两股气体得到充分的混合，混合均匀后的气体到达混合箱后部时，瓦斯探测器会及时地探测出瓦斯的浓度是否在3％～5％的范围内。如果显示的浓度数据小于该范围，那么系统会自动将高浓度瓦斯管道的控制阀开大；相反，则系统会自动将低浓度瓦斯管道的控制阀开大。从而可以确保瓦斯进入催化燃烧室的浓度是在3％～5％的范围内。