乏风瓦斯发电技术及开发利用方案(四)
瓦斯发电及其余热利用_瓦斯发电
瓦斯的主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体。
具体可分为液化石油气与天然气、煤气三大类液化石油气，由原油炼制或天然气处理过程中产生的混合气体，主要成分是丙烷与丁烷天然气，由古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生的气态碳氢化合物，主要成份为甲烷，并含有少量之乙烷、丙烷、丁烷等碳氢化合物及少量之不燃性气体煤气（指生活中人们对其称呼），也俗称为“瓦斯”。
指的是煤炭不完全燃烧所产生的气体，主要成分是一氧化碳煤矿瓦斯发电，既可以有效地解决煤矿瓦斯事故、改善煤矿安全生产条件，又有利于增加洁净能源供应、减少温室气体排放，达到保护生命、保护资源、保护环境的多重目标。
低浓度瓦斯发电需要解决2个问题，一是各个煤矿的本身不一样，而且随时都在变化，传统的发电机组很难“以不变应万变”；二是低浓度瓦斯的安全输送问题。
低浓度瓦斯发电机组采用电控燃气混合器技术，可以自动控制空燃比，以适应瓦斯的浓度变化，同时，低浓度瓦斯安全输送技术，采用细水雾技术，解决了低浓度瓦斯的地面安全输送问题。
煤矿瓦斯分高浓度瓦斯和低浓度瓦斯，高浓度瓦斯是指瓦斯浓度大于25%的瓦斯，低浓度瓦斯是指瓦斯浓度低于25%的瓦斯。
我国60%以上的瓦斯是含甲烷25%以下的低浓度瓦斯，按煤矿安全规程要求，瓦斯浓度在25%以下的就不能贮存和输送，更谈不上利用了。
低浓度瓦斯发电需要解决2个问题，一是各个煤矿的本身不一样，而且随时都在变化，传统的发电机组很难“以不变应万变”；二是低浓度瓦斯的安全输送问题。
低浓度瓦斯发电机组采用电控燃气混合器技术，可以自动控制空燃比，以适应瓦斯的浓度变化，同时，低浓度瓦斯安全输送技术，采用细水雾技术，解决了低浓度瓦斯的地面安全输送问题。
中国工程院周院士认为“低浓度瓦斯发电机组，适合我国煤矿点多量小的特点，堪称破解我国煤矿瓦斯难题的金钥匙”。
2004年以来，胜利油田胜利动力机械集团开始对“煤矿瓦斯细水雾输送及发电技术”进行开发研究并与第二年试验成功，使低浓度瓦斯发电技术得到了快速发展。
关于瓦斯发电技术的应用分析
关于瓦斯发电技术的应用分析瓦斯发电技术是指利用天然气、生物质气、焦炉气等瓦斯作为燃料，通过内燃发电机或燃气轮机发电的技术。
瓦斯发电技术在能源利用和环保方面具有重要意义，可以有效利用废弃的瓦斯资源，减少温室气体排放，同时也能够提供可靠的电力供应。
本文将从技术原理、应用领域和发展趋势等方面对瓦斯发电技术进行分析和探讨。
一、技术原理瓦斯发电技术的原理比较简单，主要是利用瓦斯作为燃料，通过内燃发电机或燃气轮机进行燃烧发电。
具体来说，瓦斯经过净化处理后，进入发电机内部与空气混合燃烧，驱动发电机转动，产生电能。
瓦斯发电技术可以利用多种类型的瓦斯，包括天然气、生物质气、焦炉气等，因此在资源利用上具有一定的灵活性。
瓦斯发电技术与传统的燃煤、燃油发电相比，具有更高的能量转化效率和更低的排放水平。
由于瓦斯本身的特性，燃烧后产生的废气中含有硫化氢、二氧化碳等有害物质，因此在使用瓦斯发电技术时，需要对瓦斯进行净化处理，以确保燃烧产生的废气符合环保要求。
二、应用领域瓦斯发电技术在各个领域都有着广泛的应用，主要包括工业、农业、能源等方面。
1. 工业领域工业生产过程中会产生大量的废气，其中包括一定量的瓦斯。
利用瓦斯发电技术可以将这些废气转化为电能，为工业生产提供可靠的电力支持。
尤其是在化工、钢铁、煤炭等行业，瓦斯发电技术可以有效减少废气排放，降低环境污染。
农村地区的生活垃圾和畜禽粪便等有机废弃物经过厌氧发酵后会产生大量的沼气，利用这些沼气进行发电不仅可以解决农村地区的能源问题，还能减少温室气体排放，提高资源利用率。
3. 能源领域瓦斯发电技术也被广泛应用于能源生产领域。
随着天然气、焦化煤气等瓦斯资源的逐渐开发利用，瓦斯发电技术成为了一种重要的清洁能源发电方式，可以有效减少对传统能源的依赖，降低能源消耗和环境污染。
三、发展趋势随着环保意识的提高和清洁能源的需求日益增加，瓦斯发电技术在未来的发展中具有广阔的前景。
在技术领域，瓦斯发电技术将会更加注重燃烧效率的提高和废气净化技术的改进，以进一步降低排放水平。
煤矿乏风瓦斯利用技术概况
Ｒ ｌ ｌ ， Ａ ｕ 等 贵金属催化剂 和金 属氧化物催化 剂。Ｗｌ ｄ ｊ ￣ ｊ ａ等 研究 了担载在 Ｉ ｎ ， ｓ ｎ ， Ｚ ｒ ， Ｇ ａ ， Ｔ ｉ ， ｓ ｉ ， Ｙ， Ｎ ｂ等金属氧化物上 Ｐ ｄ 的催化活性 ， 并与 Ｐ ｄ ／ Ａ １ ： Ｏ ， 活性 作 出对 比。这些金属 对 甲 烷 的催化燃烧活性依次为 ： Ｓ ｎ＞Ｚ ｒ ＞Ａ １ ＞Ｇ ａ＞Ｉ ｎ＞ Ｔ ｉ ＞Ｓ ｉ ＞ Ｙ＞Ｎ ｂ 。其 中 Ｐ ｄ ／ Ｓ ｎ Ｏ ２ 的活性最佳 Ｔ ５ ０ ＝ ３ ６ ０ ￣ Ｃ（ Ｔ ｓ ０ 为甲烷氧 化转化率 ５ ０ ％ 时 的温 度 ） ， 而Ｐ ｄ ／ Ａ １ ２ Ｏ ３的 Ｔ ５ ０＝ ４ ３ ０ ， Ｐ ｄ ／ Ｚ ｒ Ｏ ２ 催化活性相当于或略高于 Ｐ ｄ ／ Ａ １ ２ ０ 。 Ｌ ｉ 等” 通 过 大 量 的 对 比 实 验 后 认 为 ， Ｃ ｏ ０ 用 Ｐ ｄ （ Ｎ Ｏ ） 溶液浸渍后 ， 在２ ８ ０ ￣ Ｃ焙烧 得到 的 Ｐ ｄ ／ Ｃ ｏ ， ０ 化 活性 优异 ， 其在 ２ ５ ０ ℃时 Ｃ Ｈ 的转化率 可达 ７ ２ ％。 Ｅ ｇ ｕ ｃ ｈ ｉ 等 考察 了各 种 不 同添 加 剂 （ Ｎ ｉ ， ｓ ｎ ， Ａ ｇ ， Ｒ ｈ ，
化成热能储存起来 ， 使氧化 床 内的温度逐 步升 高 ， 当达到 一
定温度（ 一般高于 ８ ０ ０ ℃） 时， 乏风中的 甲烷 开始 氧化产生热 量。当氧化反应产生 的热量能维持氧化床 自反应时 ， 通 电结
燃烧的金属载体催化 剂及 其制 备方 法 （ Ｃ Ｎ １ ７ ７ ８ ８ ７ ６ ） ” ， 中科 院兰州化物所的丑凌军等 申请 了” 甲烷催化燃烧 的固溶 体催化剂及其 制备方法 （ Ｃ Ｎ １ ６ ２ ３ ６ ５ ７ 、 Ｃ Ｎ １ ６ ２ ３ ６ ５ ８ ） ” ， 内蒙古 大学 的胡瑞生等【 引申请 了“ 一种含钛双钙钛矿型甲烷燃烧
煤矿瓦斯发电技术的研究与应用 计划方案
煤矿瓦斯发电技术的研究与应用计划方案瓦斯是煤矿开采的衍生品，不利于煤矿的安全开采。
瓦斯排放会产生温室效应，污染环境。
煤矿瓦斯发电，既可以有效地解决煤矿瓦斯事故、改善煤矿安全生产，又有利于增加洁净能供应、减少温室气体排放，达到保护生命、保护资、保护环境的多重目标。
文章针对不同浓度范围瓦斯的特点，阐述了高浓度和低浓度两种瓦斯输送、处理工艺及内燃机发电、余热利用技术，并论述了瓦斯发电项目设计要点。
煤矿瓦斯；发电技术；内燃机；余热利用；节能减排煤矿瓦斯是指储集在煤层中的一种非常规天然气（主要成分为甲烷），在煤矿开采过程中自动散发出来的一种有害气体，无色、无味、易燃、易爆。
当空气中甲烷的体积分数达到5%一16%时，遇明火就会发生爆炸。
瓦斯是煤矿安全的“杀手”，但同时也是一种洁净能，有较高的利用价值，被称为“第二煤炭资”。
1 煤矿瓦斯发电技术研究目前利用煤矿瓦斯发电的主要方式有：燃气锅炉汽轮机发电、燃气轮机发电、燃气内燃机发电等。
由于煤矿瓦斯气体浓度相对不高，发热量较低，燃气轮机、燃气锅炉带汽轮机发电方式系统复杂、占地面积大、发电效率低，不宜采用；另外燃气轮机对进气质量、压力要求高0.9MPa，压缩温升使瓦斯浓度易于达到爆炸极限。
内燃式瓦斯发电机组具有建站周期短，基建、运行费用低，机组配置灵活等特点，可单台或多台并网发电。
它相对于燃气轮机发电及燃气锅炉一汽轮机发电来说，具有效率高、燃料气人口压力低、单机发电容量小等特点。
适用瓦斯浓度范围为7%～50%、温度范围为5～50℃。
1.1 内燃机瓦斯发电技术内燃式瓦斯发电机组不仅可以燃用高浓度瓦斯，还可以燃用低浓度瓦斯。
它通过机组燃气闭环控制系统，将瓦斯与空气中的氧自动混合，根据燃烧室容积及压缩比，对空燃比进行精确控制，保证稀薄燃烧及高效发电做功。
自动检测燃气进气温度、燃气进气压力、燃气阀后绝对压力、温度、功率、转速、均值排温等参数，自动调整机组运行工况，适应现场瓦斯浓度及压力波动，保证机组平稳运行，具有浓度适应范围广、抗波动能力强、自動化程度高的特点。
煤矿乏风瓦斯氧化发电项目可行性研究报告
煤矿乏风瓦斯氧化发电项目可行性研究报告一、项目背景近年来，环境保护问题日益突出，煤矿乏风瓦斯氧化发电项目作为清洁能源利用的一种方式备受关注。
煤矿乏风瓦斯指的是煤矿采煤作业过程中由于采空区内产生的瓦斯被采空区及井巷的抽风系统抽走，导致矿井内瓦斯浓度无法达到爆炸极限，即不能形成可燃性混合气体。
而这些乏风瓦斯，如果能够有效地利用起来，可以作为一种清洁能源替代传统的化石燃料，不仅可以减少温室气体的排放，还可以带来经济效益。
二、项目内容该项目旨在研究煤矿乏风瓦斯氧化发电的可行性，通过将乏风瓦斯经过预处理后，与空气中的氧气进行氧化反应，产生高温燃烧气体，再利用燃烧气体驱动发电机组发电。
具体而言，项目包括以下几个方面的内容：1.煤矿乏风瓦斯的收集与预处理：通过井下安装专门的瓦斯抽采装置，将煤矿乏风瓦斯收集到地面，并进行预处理，除去其中的杂质和液体成分，确保乏风瓦斯的纯度。
2.瓦斯氧化反应：将预处理后的乏风瓦斯与空气中的氧气进行混合，并通过燃烧反应将乏风瓦斯氧化为燃烧气体。
3.燃烧气体的发电：将燃烧产生的高温气体送入发电机组中，通过发电机组的工作，将燃烧气体的化学能转化为电能。
4.废气处理：对煤矿乏风瓦斯氧化发电过程中产生的废气进行处理，尽量减少对大气环境的污染。
三、可行性分析1.市场需求：随着环境保护要求的提高，清洁能源的需求日益增长。
煤矿乏风瓦斯氧化发电正是一种能够清洁利用煤矿乏风瓦斯的方式，具有巨大的市场潜力。
2.资源优势：我国是煤炭资源大国，煤矿乏风瓦斯的资源丰富，不仅可以解决煤矿瓦斯危害问题，还可以转化为清洁能源，提高煤炭资源利用率。
3.经济效益：煤矿乏风瓦斯氧化发电项目可以将煤矿乏风瓦斯转化为电能，不仅可以满足本地区的电力需求，还可以将多余的电力送入电网，带来可观的经济效益。
4.环境效益：煤矿乏风瓦斯氧化发电项目可以将煤矿乏风瓦斯中的温室气体二氧化碳转化为水和二氧化碳，从而减少温室气体的排放，对保护环境具有重要的意义。
矿井乏风瓦斯蓄热氧化发电关键技术研究
2020.26科学技术创新矿井乏风瓦斯蓄热氧化发电关键技术研究金刚1王康2（1、安徽坤朗新能源科技有限公司，安徽淮南2320012、淮南矿业（集团）有限责任公司，安徽淮南232001）矿井乏风是指通过矿井通风系统抽排到大气中的甲烷含量低于1%的混合气体，约占我国煤层气总资源量的70%以上[1]。
我国煤层气资源储量丰富，埋深在2000m 以内的煤层气资源储量约为36.81万亿m 3，和陆基常规天然气资源量不差上下，资源储量位居全世界第三，仅次于加拿大和俄罗斯[2]。
截至目前，我国主要有两种煤层气开采开发方式：地面抽采和井下抽采，然而不管井下还是地面抽采总抽采率不足50%[3]。
一般而言，矿井井下通风系统排出的乏风瓦斯中甲烷浓度一般低于1%，因此，乏风甲烷具有浓度低、富集难、总量大，利用难等特点，极少被回收利用，长期排放大气中不仅会加剧温室效应污染环境，还造成资源的浪费[4]。
1乏风蓄热氧化技术原理及研究进展乏风蓄热氧化技术其基本运行原理如图1所示。
首先，高温烟气预热将反应器装置内部温度升高到1000℃以上，此温度是乏风瓦斯（1.2%）的自燃点。
预热完成后，设备的阀1、阀4打开，室温下的乏风瓦斯按照实线箭头方向流入反应器内，进气经上段蓄热陶瓷的预热，温度升高到将990℃以上，开始发生热氧化反应并释放大量的化学反应热。
其中一部分热量用来加热反应器下段的蓄热陶瓷，同时通过换热器提取剩余热量，经过热交换之后的低温烟气经阀4从右端出口排出，这是前半个周期的操作过程。
后半周期开始时，打开阔2、阔3，将阀1、阀4关闭，切换流向，进口的乏风瓦斯按虚线箭头方向流入，这时下段的蓄热陶瓷内集聚的大量热能可以将进口气体温度加热至1000℃以上，再次发生氧化反应，释放反应热，高温烟气将反应放出的热量蓄积在上段蓄热陶瓷后，再通过阔3流出反应器，此时，一个换向整周期结束。
不断进行流向切换可维持蓄热氧化设备的自运行，而化学反应释放的热量能够抽取出的高品位蒸汽可用来发电或者供热。
矿井乏风利用技术研究综述
矿井乏风利用技术研究综述作者：成操汪军来源：《科学与财富》2012年第01期摘要：由于煤炭开采产生瓦斯气体，从而带来了环境污染问题。
然而能源的匮乏则是当今世界比较棘手的问题，如何合理利用，节约利用能源，和开发新能源则成了人们研究的方向。
因为总量的巨大，所以如何利用好乏风瓦斯技术对环境和能源方面有着重要的意义。
本文主要介绍了不同的利用乏风瓦斯的技术，乏风瓦斯蓄热燃烧技术的特点和应用，总结前人的经验的同时结合自身特点利用先进技术更好地利用乏风瓦斯资源。
关键词：蓄热燃烧技术；矿井乏风瓦斯；甲烷一、矿井乏风研究意义及现状瓦斯是煤炭开采过程中伴生的一种可燃气体,主要由空气与甲烷组成的混合物。
但是矿井乏风中的甲烷含量极低, 甲烷的体积分数一般为0.10%-0.75%,人们通常将其称为"乏风"。
虽然风排瓦斯中甲烷含量极低, 但总量巨大, 约占我国煤矿排放甲烷的80%。
这种浓度的瓦斯也不能直接燃烧, 所以长期以来只能向空气中排放。
据统计, 我国每年通过乏风排入大气的甲烷相当于2000万吨原油或3000多万吨煤炭。
因此,如果能够实现清洁排放, 将有助于我国二氧化碳等温室气体减排任务的实现。
1.1 研究的意义(1)从排放上考虑，甲烷气体作为温室气体的一种，它的温室效应几乎是二氧化碳的20倍之多。
所以清洁排放是乏风中首要考虑的一点。
(2)从能源上考虑，甲烷气体又是作为天然气的主要组成部分，有着相当高的热值，远远高于燃煤的热值。
在当今能源匮乏的时代，节能对于人类的主旋律。
(3)从经济上考虑，到目前为止中国作为世界最大的煤层气排放国家，估计潜在的设计价格为380万美元，每年产生的电容为1300兆瓦，以目前价格每吨CO2当量3.00美元成本计算，销售的电量收益为430万美元。
1.2国内外不同浓度范围甲烷处理及利用现状(1)CH4浓度在30 %～80 %之间的高浓度瓦斯,采用高浓度瓦斯发电机组发电。
(2)CH4浓度在6 %～30 %之间低浓度瓦斯,煤矿低浓度瓦斯安全输送及发电技术。
煤矿乏风瓦斯利用技术及应用前景
甲烷是一种温室气体，以 100 a 计，甲烷温室效 应约为二氧化碳的 21 倍［1］。而所有因人类活动导 致的温室效应中，甲烷的影响居第 2 位( 17% ) ，仅 次于二氧化碳( 55% ) 。由于煤矿乏风中甲烷含量 低且缺乏有效的利用方式，绝大部分煤矿乏风瓦斯 被直接排入大气中。据有关资料统计，我国煤矿乏 风瓦斯中的纯甲烷排放量由 2000 年 83 亿 m3 增加 到 2008 年的 161 亿 m3［2］。可见，虽然乏风瓦斯的 浓度低，但总量却特别巨大。如果能通过合适的技 术对煤矿乏风瓦斯加以利用，将产生巨大的节能环 保效益［3］。
2012 年第 7 期
中州煤炭
总第 199 期
煤矿乏风瓦斯利用技术及应用前景
兰 波，许慧娟
( 中煤科工集团 重庆研究院，重庆 400037)
摘要: 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
乏风瓦斯作为主要燃料的典型技术是热逆流氧 化技术和热逆流催化氧化技术，此外，还有一些其他 技术方法。 1. 2. 1 热逆流氧化技术
( 1) 工作原理。VOCSIDIZER 典型的逆流式热 氧化装置［7］的工作原理如图 1 所示。VOCSIDIZER 装置由 1 个钢制容器组成，内部是陶瓷床，加热元件 位于陶瓷床中央。先用电将陶瓷床中心部分加热到 1 000 ℃ ，然后，使矿井乏风通过陶瓷床。矿井乏风 中甲烷经“阀门 1”从床层顶部向下进入反应器，当 矿井乏风通过陶瓷床中部的高温区时，甲烷迅速氧 化。如图 1( a) 所示，反应后气体继续向下流动，同 时将热量传给下部蓄热体后，作为净化气排出，完成 第 1 个循环，此时“阀门 2”处于关闭状态。图 1( b) 表示进入第 2 个循环，此时“阀门 1”关闭，“阀门 2” 开启，废气从床层底部向上进入反应器，并被上一周 期加热过的蓄热体预热，然后到达中央反应区，反应 后气体经“阀门 2”排出，完成第 2 个循环。如此周 而复始连续运转。
煤矿乏风氧化利用项目的简况
煤矿乏风氧化利用项目的简况(一)煤矿乏风利用新概念：为保证煤矿地下矿井空气的安全、健康，需要向地下矿井鼓入大量新风，这些气流携带在安全限度以下的甲烷含量（国内标准低于0.75%，国际标准低于1.2%），从地下经通风口排到大气里，俗称“乏风”或通风瓦斯。
这些极低浓度的甲烷长期以来无法利用，全部排到大气中。
如此巨大的甲烷排放量不仅意味着巨大的温室气体污染，而且蕴含着巨大的潜在能源。
在中国技术创业协会的带动下，我们引进全球先进技术，将把长期以来无法利用的这块煤矿最后一块“资源”得以利用，让“乏风”在低于燃点的情况，创造条件，让它们“燃烧”起来，变废为宝，变成新的能源。
乏风氧化循环热氧化装置图片(二)技术特点与意义这项术的有四个特点。
一是利用乏风中极低浓度甲烷含量，维持自身热平衡，无需增加新的能源消耗。
二是大功率化，可以适用于煤矿乏风处理的大风量，达到每小时100万立方米以上的大规模处理。
三是利用高瓦斯煤矿较高瓦斯浓度的特点，利用乏风氧化产生的大量热风，带动发电。
四是工程实现全面环保，在建设中、运行中，大量减少污染物，将成为全球减少温室气体排放的示范项目。
五是为提高煤矿安全管理做贡献。
我国每年有240亿立方米纯量的甲烷，是以煤矿乏风的形式排到大气中的，我省排放量占全国30%，有上百家煤矿适于开展煤矿乏风氧化利用。
对这项技术的煤矿普及这项技术，将增加产生2,000MW以上的发电能力，增加16,200万吨的二氧化碳减排空间，有利于完成减低单位GDP的碳强度。
乏风氧化利用将为煤矿实现循环经济的飞跃开辟新的重要的领域，也为我国正在积极建立的分布式能源供应体系提供参考，符合我国新兴环保产业的政策导向。
(三)项目的意义根据调查，除了在澳大利亚和美国的煤矿有高温乏风氧化处理的试验项目外，目前全球范围还没有大型乏风氧化处理的工业化应用示范案例。
我们选择的技术、设备合作伙伴德国杜尔公司正在美国一个煤矿建设第一套大型乏风氧化装置（乏风处理量约为高河中央风井乏风量的 1 / 3），预期今年建成开通，是截至目前全球最大的煤矿乏风氧化利用项目。
乏风氧化利用技术及其热量利用形式概述
煤矿瓦斯分为通风瓦斯（乏风）和抽排瓦斯两类，主要组成成分是甲烷，是洁净的优质气体燃料，不过也是煤矿安全生产中的最大隐患。
为增加煤矿生产的安全性，矿井一般采取大风量通风方式来排放抽排后的残留瓦斯。
尽管抽排瓦斯得到了较好的利用，但几乎所有的乏风瓦斯都没有得到回收处理，而是直接排放到大气中，这不仅造成能源的巨大浪费，也带来极大的环境污染问题。
尽管乏风的浓度低，但总量巨大，如果加以利用将产生巨大的经济、环境及社会效益。
1乏风氧化利用技术概述1.1乏风氧化利用技术现状浓度超低、风量和浓度波动范围广的特点决定了乏风很难由传统燃烧器直接烧掉。
国内外行之有效的乏风处理技术通常分两大类：一类是作为辅助燃料方式，采取混合燃烧技术；另一类是作为主燃料方式，采取热逆流氧化技术或催化氧化技术。
另外，诸如乏风提浓的一些其它技术，因技术复杂，目前尚处于实验室研究阶段。
从乏风利用技术应用现状来看，热逆流氧化技术最为普及和成熟，利用煤矿乏风资源建设分布式清洁能源系统，符合我国“以用促抽”的瓦斯治理方针。
1.2热逆流氧化技术热逆流氧化技术原理最早由瑞典M E G TEC公司提出，起初是用于V O Cs的氧化处理，而后该技术被改进用于处理煤矿乏风，取得良好效果。
热逆流氧化反应器主要是由可逆流固定式氧化床和控制系统两部分构成。
经过进气预热、排气蓄热及进排气交换的逆循环，实现乏风周期性的热平衡氧化反应。
图1热逆流氧化技术原理图1为热逆流氧化技术原理：蓄热体组成的氧化床用外部能量预热，形成一个甲烷可以发生氧化还原反应的温度（800~1000℃）环境，此时乏风由风机进入氧化床，反应放热，排气侧陶瓷蓄热床蓄热，进气侧气体预热，由换向阀实现乏风逆流换向。
乏风中的甲烷在氧化床内氧化反应放热，一部分热量用来维持氧化反应的温度环境，而大部分的热量则被换热器从氧化床中取出。
氧化反应自动维持后，则关掉外部加热。
乏风氧化利用技术及其热量利用形式概述王彬，齐刚，和蒙蒙，张田，赵芳芳（淄博淄柴新能源有限公司，山东淄博255000）摘要由于乏风浓度特别低，故目前被大多数煤矿直接排放，这不仅造成能源的巨大浪费，而且极大的加剧温室效应。
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乏风瓦斯发电技术及开发利用方案
一、实施背景
随着全球对环境保护的关注度不断提高，清洁能源的开发和利用成为各国共同的目标。
乏风瓦斯作为一种可再生能源，具有广泛的开发潜力。
然而，乏风瓦斯的开发利用面临着技术难题和经济限制。
因此，为了推动乏风瓦斯发电技术的应用，需要制定详细的实施方案。
二、工作原理
乏风瓦斯发电技术是利用矿井中产生的乏风瓦斯进行发电。
乏风瓦斯是煤矿开采过程中产生的一种有害气体，含有高浓度的甲烷。
乏风瓦斯发电技术通过收集、净化和利用乏风瓦斯，将其转化为可再生能源进行发电。
具体工作原理包括以下几个步骤：
1. 乏风瓦斯收集：在煤矿开采过程中，通过管道系统将产生的乏风瓦斯收集到集气站。
2. 乏风瓦斯净化：对收集到的乏风瓦斯进行净化处理，去除
其中的杂质和有害物质，使其达到发电要求。
3. 乏风瓦斯发电：将净化后的乏风瓦斯送入瓦斯发电机组，通过燃烧产生高温高压的燃气，驱动发电机发电。
4. 发电网并网：将发电机组产生的电能接入电网，供应给煤矿和周边地区。
三、实施计划步骤
1. 前期调研：对目标煤矿的乏风瓦斯产量、质量以及发电需求进行详细调查和分析，确定发电技术的可行性。
2. 设备采购和安装：根据煤矿的实际情况，选择适合的乏风瓦斯收集、净化和发电设备，并进行采购和安装。
3. 职工培训：组织相关人员进行乏风瓦斯发电技术的培训，提高其操作和维护能力。
4. 试运行和调试：对乏风瓦斯发电系统进行试运行和调试，确保其正常运行和稳定发电。
5. 正式投产：经过试运行和调试后，将乏风瓦斯发电系统正式投入运营，实现持续的乏风瓦斯发电。
四、适用范围
乏风瓦斯发电技术适用于煤矿等地下工程中产生乏风瓦斯的场景。
根据煤矿的乏风瓦斯产量和质量，可以确定发电系统的规模和功率。
五、创新要点
1. 乏风瓦斯收集技术的创新：采用先进的收集系统，提高乏
风瓦斯的收集效率和净化效果。
2. 乏风瓦斯净化技术的创新：引入先进的净化设备，有效去除乏风瓦斯中的杂质和有害物质。
3. 乏风瓦斯发电技术的创新：采用高效的发电机组，提高发电效率和稳定性。
六、预期效果
1. 资源利用效率提高：通过乏风瓦斯发电技术的应用，将原本被浪费的乏风瓦斯转化为可再生能源，提高资源利用效率。
2. 清洁能源替代：乏风瓦斯发电技术可以替代传统的煤炭燃烧发电，减少对化石燃料的依赖，降低温室气体排放。
3. 经济效益提高：乏风瓦斯发电技术的应用可以为煤矿提供稳定的电力供应，降低能源成本，提高经济效益。
七、达到收益
1. 能源收益：通过乏风瓦斯发电技术，将乏风瓦斯转化为电能，为煤矿提供稳定可靠的电力供应。
2. 经济收益：乏风瓦斯发电技术的应用可以降低煤矿的能源成本，提高经济效益。
3. 环境收益：乏风瓦斯发电技术的应用可以减少温室气体排放，改善环境质量。
八、优缺点
优点：
1. 利用乏风瓦斯资源，提高资源利用效率。
2. 减少对化石燃料的依赖，降低温室气体排放。
3. 为煤矿提供稳定可靠的电力供应，提高经济效益。
缺点：
1. 技术难度较大，需要引入先进设备和技术。
2. 对乏风瓦斯的收集和净化要求较高，成本较高。
九、下一步需要改进的地方
1. 提高乏风瓦斯收集效率和净化效果，降低系统运行成本。
2. 加强对乏风瓦斯发电技术的研发和创新，提高发电效率和稳定性。
3. 完善相关政策和法规，推动乏风瓦斯发电技术的应用和推广。
总结：
乏风瓦斯发电技术的应用能够有效利用煤矿等地下工程中产生的乏风瓦斯资源，提高资源利用效率，减少温室气体的排放。