矿井回风流中瓦斯回收利用技术研究

论文摘要

矿井回风流瓦斯占全国矿井瓦斯总排放量的80%左右,排放量十分惊人,但是由于其浓度过低,利用起来难度很大,长期以来大部分矿井回风流瓦斯都是直接排放至大气。瓦斯是引起温室效应和臭氧层破坏的主要有害气体之一,同时又是一种优质的清洁能源,巨量瓦斯的直接排空不仅给大气环境带来巨大的破坏,还造成了严重的能源浪费。随着我国煤矿产业的不断发展,矿井深度的不断延伸,矿井回风流瓦斯排放总量也将会更加巨大,矿井回风流瓦斯亟需得到治理和利用。通过分析CDM方法在我国矿井瓦斯治理中的应用,证明矿井瓦斯特别是回风流瓦斯的利用具有广阔的应用前景。通过对几种灵活的矿井回风流瓦斯氧化应用方式的经济效益进行分析比较,得出影响回风流瓦斯氧化率的最重要可调因素为瓦斯浓度。在对现有矿井回风流瓦斯利用技术进行详细研究的基础上,对比指出传统技术手段不足之处,基于蓄热式高温空气燃烧理论,引入推广前景较好的逆流氧化技术。指出了氧化技术对瓦斯浓度要求与矿井通风安全对瓦斯浓度限制之间的矛盾,对比分析了常见的提高瓦斯浓度的方法的适用范围和不足,通过FICK定率及相应的热力学理论,找出了可以描述瓦斯自然上浮运动的物理模型。理论分析与试验研究证明了利用CH。分子自身羽浮性分离瓦斯气体的思想理念是合理的,通过物理方法实现对矿井回风流CH4富集回收是可行的,矿井回风流CH4分离回收技术具有良好的工程可行性和应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 4利用技术研究现状'>1.2 矿井回风流中CH₄利用技术研究现状
• 4增浓技术研究现状'>1.3 低浓度CH₄增浓技术研究现状
• 1.4 本课题主要研究内容
• 4分离富集技术理论研究'>2 矿井回风流中CH₄分离富集技术理论研究
• 2.1 FICK定律与"逆扩散"理论
• 2.2 瓦斯自然上浮的边界层方程
• 2.3 气体的弥散模型
• 2.4 本章小结
• 4富集实验研究与回收装置的设计'>3 矿井回风流CH₄富集实验研究与回收装置的设计
• 4富集实验'>3.1 矿井回风流CH₄富集实验
• 4回收装置的设计'>3.2 矿井回风流CH₄回收装置的设计
• 3.3 本章小结
• 4氧化利用的分析'>4 CDM方法应用于回风流的CH₄氧化利用的分析
• 4.1 CDM方法基本流程及发展现状
• 4氧化技术的经济性分析'>4.2 矿井回风流CH₄氧化技术的经济性分析
• 4氧化利用技术影响因素'>4.3 矿井回风流CH₄氧化利用技术影响因素
• 4.4 本章小结
• 5 主要结论及应用前景展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 应用前景展望
• 攻读硕士学位期间学术成绩
• 致谢
• 参考文献