[00778469]低浓度瓦斯过焓燃烧技术与装置研究

主要技术内容：为了解决煤矿大量低浓度抽放瓦斯无法利用而直接排放到大气中的问题，针对煤矿抽放瓦斯浓度低、流量和成分波动大的实际情况，开展了低浓度瓦斯利用技术研究，采用多孔介质过焓燃烧技术燃烧低浓度煤矿瓦斯，释放出热能再加以利用。选用氧化铝泡沫陶瓷这种比传统的多孔介质具有更高的比表面积、更小的流动阻力、更强的传热性能和耐高温特性的泡沫陶瓷多孔材料作为燃烧基质，通过理论分析、数值模拟和实验方法研究了多孔介质(泡沫陶瓷)的微细结构与内流、传热特性，得出了火焰在多孔介质(泡沫陶瓷)内的迁移规律、脱火与回火特性、稳定和淬熄机理、不同孔眼密度的泡沫陶瓷组合对扩展瓦斯贫燃特性的影响以及污染排放特性。在此基础上，设计开发出了低浓度瓦斯过焓燃烧利用装置并进行了煤矿现场工业性试验，实现了低浓度煤矿抽放瓦斯的稳定、高效燃烧，扩展了瓦斯的贫燃极限，瓦斯的最低可燃浓度降低到4%以下，使更多的煤矿抽放瓦斯得以燃烧利用。技术经济指标：1、瓦斯高效、安全、稳定燃烧浓度降低到4%；2、燃烧效率99.6%以上，燃烧器功率密度可以达到1340kW/m<'2>；3、低污染排放，NOx排放低于8ppm，一般在3ppm左右，CO排放在26ppm以下。应用推广及效益情况：项目开发的低浓度瓦斯过焓燃烧装置，自2009年1月份以来，在平煤股份四矿进行了应用。平煤股份四矿年抽放瓦斯量800多万立方米，其中50%以上为低浓度瓦斯因无法利用被排放大气。该装置使用后，全部低浓度抽放瓦斯都得到了燃烧利用，通过一台余热锅炉给矿区提供生活热水。每立方纯瓦斯按2元计算，年节资800万元。不仅带来了直接的经济效益，而且减少了温室气体的排放，对节约能源，保护环境作用巨大，具有较好的社会效益。