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1、10申请公布号CN103306717A43申请公布日20130918CN103306717ACN103306717A21申请号201310278536522申请日20130703E21F7/00200601F22B1/18200601F01D15/1020060171申请人中煤科工集团重庆研究院地址400039重庆市九龙坡区二郎科城路6号72发明人兰波龙伍见赵旭生霍春秀康建东高鹏飞许慧娟逄锦伦李强李磊74专利代理机构北京同恒源知识产权代理有限公司11275代理人赵荣之54发明名称乏风瓦斯浓缩后逆流氧化后余热利用方法57摘要本发明涉及一种乏风瓦斯浓缩后逆流氧化后余热利用方法，其工艺流程步骤如下1。
2、）乏风瓦斯经引风机输送至变温吸附浓缩装置内，在通过吸附材料时甲烷被吸附，风机引入的脱附用烟气被输送至变温吸附装置，使甲烷从吸附材料中脱附，脱附后乏风瓦斯气体中甲烷浓度可达到1；2）提纯脱附后乏风瓦斯由主风机输送至乏风逆流氧化装置，被装置内蓄热材料加热至氧化温度，在燃烧室内发生氧化反应并放出热量，形成低于150低温烟气从乏风逆流氧化装置出口排出；3）从乏风逆流氧化装置内抽取温度在8001000高温烟气并输送至余热锅炉，从余热锅炉出口排出的中温烟气其温度在300450。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页10。
3、申请公布号CN103306717ACN103306717A1/1页21一种乏风瓦斯浓缩后逆流氧化后余热利用方法，其特征在于其工艺流程步骤如下1）风井出口的乏风瓦斯经引风机输送至变温吸附浓缩装置内，在通过吸附材料时甲烷被吸附，风机引入的脱附用烟气被输送至变温吸附装置，使甲烷从吸附材料中脱附，脱附后乏风瓦斯气体中甲烷浓度可达到1；2）提纯脱附后乏风瓦斯由主风机输送至乏风逆流氧化装置，被装置内蓄热材料加热至氧化温度，在燃烧室内发生氧化反应并放出热量，乏风瓦斯将热量储存在蓄热材料内供加热下一周期的新鲜气流使用，且自身温度降低后形成低于100低温烟气从乏风逆流氧化装置出口排出；3）从乏风逆流氧化装置内抽。
4、取温度在8001000高温烟气并输送至余热锅炉，从余热锅炉出口排出的中温烟气其温度在300450。2根据权利要求1所述的乏风瓦斯浓缩后逆流氧化后余热利用方法，其特征在于在步骤1）中，所述风机入口连接有掺混器，所述掺混器与余热锅炉出口连通并引入中温烟气。3根据权利要求2所述的乏风瓦斯浓缩后逆流氧化后余热利用方法，其特征在于所述掺混器同时与乏风逆流氧化装置出口连通并引入低温烟气和中温烟气进行混合。4根据权利要求3所述的乏风瓦斯浓缩后逆流氧化后余热利用方法，其特征在于所述余热锅炉内产生过热蒸汽将被输送至汽轮机发电机组进行发电。5根据权利要求4所述的乏风瓦斯浓缩后逆流氧化后余热利用方法，其特征在于所述。
5、过热蒸汽通过汽轮机发电机组形成乏汽进入冷却器，产生冷凝水，被给水泵抽取重新进入余热锅炉，循环使用。6根据权利要求15任一项所述的乏风瓦斯浓缩后逆流氧化后余热利用方法，其特征在于在步骤1）中，所述脱附用烟气温度设置为150。7根据权利要求15任一项所述的乏风瓦斯浓缩后逆流氧化后余热利用方法，其特征在于在步骤2）中，所述低温烟气的温度设置为100。8根据权利要求15任一项所述的乏风瓦斯浓缩后逆流氧化后余热利用方法，其特征在于在步骤3）中，所述高温烟气设置为1000，所述中温烟气设置为400。权利要求书CN103306717A1/4页3乏风瓦斯浓缩后逆流氧化后余热利用方法技术领域0001本发明属于用。
6、于或不用于其他目的的瓦斯排放方法或装置领域，具体是涉及涉及一种乏风瓦斯浓缩后逆流氧化后余热利用方法。背景技术0002煤矿通风瓦斯又称乏风瓦斯,乏风瓦斯中甲烷含量低且缺乏有效的利用手段，通常是采用直接将乏风瓦斯排入大气，一方面据有关资料统计，2008年通过乏风排入大气中的甲烷量已达到161亿M3，另一方面研究表明甲烷温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强，因此乏风瓦斯回收利用具有节能和环保双重意义。0003乏风瓦斯中甲烷含量低，无法直接被点燃或维持燃烧，这是开发利用乏风瓦斯的难点，随着人们对能源以及环境问题的重视，国内外对乏风瓦斯的处理和能量回收利用技术越发关注，目前乏风瓦斯的氧化利。
7、用多采用热逆流氧化技术，其工作原理为装置启动时由辅助加热手段将氧化床中心部分加热至高温，形成中心温度高、两侧温度低的温度场，乏风瓦斯初始从一个方向通过蜂窝陶瓷蓄热体，在流动过程中吸收热量温度逐渐升高并迅速氧化，氧化后的高温烟气继续流动并将后续的蓄热体加热，烟气自身温度降低后排出反应器；经过一定周期后，气流换向，如此循环往复，系统持续运行。0004另外煤矿安全规程规定，矿井总回风巷中瓦斯的浓度不能超过075，因此现有的煤矿风井出口乏风中瓦斯浓度一般在0304。这种浓度乏风瓦斯经过乏风逆流氧化装置后，产生的热量除维持自热平衡外，可以被利用的热量较少。如果要利用乏风逆流氧化装置的余热来发电，则需要使。
8、用高浓度的抽采瓦斯进行掺混，将乏风瓦斯浓度提升至1及以上。但由于乏风处理量大，需要使用的抽采瓦斯较多。有些煤矿抽采瓦斯量较少，并不能满足掺混需要；有些煤矿抽采瓦斯被用于内燃机发电，没有抽采瓦斯可用；还有些煤矿抽采泵站距离风井出口较远，使用抽采瓦斯掺混非常不便。这些均限制了乏风瓦斯经乏风逆流氧化装置处理后余热进一步利用。发明内容0005有鉴于此，本发明的目的是提供一种乏风瓦斯浓缩后逆流氧化后余热利用方法，该方法利用变温吸附工艺将通入变温吸附浓缩装置中乏风瓦斯浓度提高至1，不需掺混高浓度的抽采瓦斯，减小了后续乏风逆流氧化装置的乏风处理量，提升了装置的处理效率，烟气余热得到了梯级利用，系统整体热效率。
9、高。0006为了达到上述目的，本发明乏风瓦斯浓缩后逆流氧化后余热利用方法，其工艺流程步骤如下00071）风井出口的乏风瓦斯经引风机输送至变温吸附浓缩装置内，在通过吸附材料时甲烷被吸附，风机引入的脱附用烟气被输送至变温吸附装置，使甲烷从吸附材料中脱附，脱附后乏风瓦斯气体中甲烷浓度可达到1；00082）提纯脱附后乏风瓦斯由主风机输送至乏风逆流氧化装置，被装置内蓄热材料说明书CN103306717A2/4页4加热至氧化温度，在燃烧室内发生氧化反应并放出热量，乏风瓦斯将热量储存在蓄热材料内供加热下一周期的新鲜气流使用，且自身温度降低后形成低于100低温烟气从乏风逆流氧化装置出口排出；00093）抽取泵。
10、从乏风逆流氧化装置内抽取温度在8001000高温烟气并输送至余热锅炉，从余热锅炉出口排出的中温烟气其温度在300450。0010进一步，在步骤1）中，所述风机入口连接有掺混器，所述掺混器与余热锅炉出口连通并引入中温烟气。0011进一步，所述掺混器同时与乏风逆流氧化装置出口连通并引入低温烟气和中温烟气进行混合。0012进一步，所述余热锅炉内产生过热蒸汽将被输送至汽轮机发电机组进行发电。0013进一步，所述过热蒸汽通过汽轮机发电机组形成乏汽进入冷却器，产生冷凝水，被给水泵抽取重新进入余热锅炉，循环使用。0014进一步，在步骤1）中，所述脱附用烟气温度设置为150。0015进一步，在步骤2）中，所述。
11、低温烟气的温度设置为100。0016进一步，在步骤3）中，所述高温烟气设置为1000，所述中温烟气设置为400。0017本发明的有益效果是00181、本发明乏风瓦斯浓缩后逆流氧化后余热利用方法，该方法利用变温吸附工艺将通入变温吸附浓缩装置中乏风瓦斯浓度提高至1，不需掺混高浓度的抽采瓦斯，减小了后续乏风逆流氧化装置的乏风处理量，提升了装置的处理效率。00192、本发明乏风瓦斯浓缩后逆流氧化及余热利用工艺中乏风瓦斯浓缩后经乏风逆流氧化形成高温烟气和低温烟气，高温烟气用于余热锅炉处理后形成中温烟气，利用乏风逆流氧化装置产生低温烟气和余热锅炉产生高温烟气混合制成脱附用烟气将变温吸附浓缩装置中乏风瓦斯浓。
12、度提高至1，使热量得到了梯级利用，系统整体热效率高。附图说明0020图1为本发明乏风瓦斯浓缩后逆流氧化及余热利用工艺的工艺流程图。具体实施方式0021如图1所示为本发明乏风瓦斯浓缩后逆流氧化及余热利用工艺的工艺流程图，本发明乏风瓦斯浓缩后逆流氧化后余热利用方法，其工艺流程步骤如下00221）风井出口的乏风瓦斯经引风机输送至变温吸附浓缩装置内，在通过吸附材料时甲烷被吸附，风机引入的脱附用烟气被输送至变温吸附装置，使甲烷从吸附材料中脱附，脱附后乏风瓦斯气体中甲烷浓度可达到1；00232）提纯脱附后乏风瓦斯由主风机输送至乏风逆流氧化装置，被装置内蓄热材料加热至氧化温度，在燃烧室内发生氧化反应并放出热。
13、量，乏风瓦斯将热量储存在蓄热材料内供加热下一周期的新鲜气流使用，且自身温度降低后形成低于100低温烟气从乏风逆流氧化装置出口排出；00243）从乏风逆流氧化装置内抽取温度在8001000高温烟气并输送至余热锅炉，从余热锅炉出口排出的中温烟气其温度在300450。说明书CN103306717A3/4页50025进一步，在步骤1）中，所述风机入口连接有掺混器，所述掺混器与余热锅炉出口连通并引入中温烟气。0026进一步，所述掺混器同时与乏风逆流氧化装置出口连通并引入低温烟气和中温烟气进行混合。0027进一步，所述余热锅炉内产生过热蒸汽将被输送至汽轮机发电机组进行发电。0028进一步，所述过热蒸汽通过。
14、汽轮机发电机组形成乏汽进入冷却器，产生冷凝水，被给水泵抽取重新进入余热锅炉，循环使用。0029进一步，在步骤1）中，所述脱附用烟气温度设置为150。0030进一步，在步骤2）中，所述低温烟气的温度设置为100。0031进一步，在步骤3）中，所述高温烟气设置为1000，所述中温烟气设置为400。0032以下为某煤矿风井出口乏风瓦斯流量为40万NM3/H，乏风浓度为04，现安装有一套处理能力为10万NM3/H的乏风逆流氧化装置和一套1500KW的蒸汽轮机发电机组，在进行乏风瓦斯处理时，为了产生足够的热量供余热锅炉生产过热蒸汽推动汽轮机发电使用，乏风瓦斯浓度一般需要提高到1左右。0033现有的技术方。
15、案是使用600NM3/H的纯甲烷进行掺混，使混合气浓度达到1以供后续设备使用，该方案要求风井出口附近有足够的抽采瓦斯供掺混使用。在机组运行时，会耗费大量高浓度的抽采瓦斯，用气成本高，一年可达190余万。0034根据本发明将增加一套处理能力为25万NM3/H的变温吸附浓缩装置，利用余热锅炉出口和乏风逆流氧化装置出口烟气废热将40万NM3/H，乏风浓度为04的乏风瓦斯直接提纯，可得到浓度为1、流量为10万NM3/H乏风瓦斯，供后续的乏风逆流氧化装置使用，该方案与现有的技术方案相对仅增加较低的变温吸附浓缩装置设备成本和维护成本，运行时使用烟气废热进行脱附，除风机用电外不需要额外增加运行成本，也不需要。
16、使用抽采瓦斯进行掺混，节省大量用气成本。0035根据本发明本实施方案中包括变温吸附浓缩装置、乏风逆流氧化装置、余热锅炉、汽轮发电机组、风机组、烟囱等，煤矿风井出口的乏风经风机输送至变温吸附浓度装置，乏风中的甲烷被装置内的吸附材料吸附，吸附后的废气经烟囱排出，经风机引入的脱附用的烟气流过变温吸附浓缩装置时，吸附材料中的甲烷被加热而脱附，被烟气带出形成脱附后的混合气，甲烷浓度可达1。0036脱附后的混合气在风机的作用下，被输送至乏风逆流氧化装置，甲烷被高温蓄热材料加热至氧化温度，发生氧化反应，放出热量。产生的高温烟气将热量储存在蓄热材料内，自身温度降低，低于100低温烟气经烟囱排向大气；除维持系统。
17、的自热平衡外，系统可从乏风逆流氧化装置燃烧室区域抽采温度在1000高温烟气，输送至余热锅炉，加热水产生过热蒸汽，被利用后的烟气温度仍在400以上，将该中温烟气与乏风逆流氧化装置排出的低温烟气混合，制成温度为150脱附用烟气，经风机输送至变温吸附浓缩装置。0037锅炉用水在给水泵作用下，被输送至余热锅炉，被高温烟气加热后生成过热蒸汽，过热蒸汽推动汽轮机发电机组转动发电，做完功后的蒸汽变成乏汽，在凝汽器内冷凝后形成冷凝水。冷凝水可循环使用。0038最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技说明书CN103306717A4/4页6术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。说明书CN103306717A1/1页7图1说明书附图CN103306717A。