低浓度瓦斯蓄热氧化冷热电联供系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种低浓度瓦斯蓄热氧化冷热电联供系统，包括用于产生过热蒸汽的供气子系统及利用过热蒸汽能量进行发电的汽轮机发电机组，所述供气子系统包括蓄热氧化装置和余热锅炉，低浓度瓦斯通过所述蓄热氧化装置形成高温烟气，高温烟气通过所述余热锅炉形成过热蒸汽；所述蓄热氧化装置为热逆流式氧化装置；联供系统还包括供暖子系统和制冷子系统，所述汽轮机发电机组产生的低压蒸汽分别流入所述供暖子系统产生暖气及流入所述制冷子系统产生低温水；该系统实现了对低浓度瓦斯的有效氧化，并对余热实现了梯级利用，大大提高了系统的热能利用率。
【专利说明】低浓度瓦斯蓄热氧化冷热电联供系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种低浓度瓦斯氧化处理及余热利用系统，特别涉及一种低浓度瓦斯蓄热氧化冷热电联供系统。
【背景技术】
[0002]据统计，2013年煤矿瓦斯抽采量为126亿立方米、利用量为43亿立方米，利用率为34.1%。也就是说，2013年我国有83亿立方米的煤矿瓦斯未得到利用。业内人士分析，造成这种局面的主要原因是，大部分矿井抽采的瓦斯浓度较低，浓度低于8%的瓦斯占比越来越大，它不能民用、不能用于内燃机发电，而瓦斯提纯由于其不安全和不经济等因素没能得到推广应用。
[0003]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。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161亿立方米。
[0004]研宄表明，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，低浓度瓦斯回收利用具有节能和环保双重意义。
实用新型内容
[0005]有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种低浓度瓦斯蓄热氧化冷热电联供系统，该系统能够实现对低浓度瓦斯的有效氧化，并对余热实现梯级利用，提高系统的热能利用率。
[0006]本实用新型的低浓度瓦斯蓄热氧化冷热电联供系统，包括用于产生过热蒸汽的供气子系统及利用过热蒸汽能量进行发电的汽轮机发电机组，所述供气子系统包括蓄热氧化装置和余热锅炉，低浓度瓦斯通过所述蓄热氧化装置形成高温烟气，高温烟气通过所述余热锅炉形成过热蒸汽；所述蓄热氧化装置为热逆流式氧化装置；联供系统还包括供暖子系统和制冷子系统，所述汽轮机发电机组产生的低压蒸汽分别流入所述供暖子系统产生暖气及流入所述制冷子系统产生低温水。
[0007]进一步，所述制冷子系统包括溴化锂吸收式制冷机组。
[0008]进一步，所述蓄热氧化装置和余热锅炉产生的低温烟气均通过烟囱排出。
[0009]进一步，所述供气子系统还包括用于将低浓度瓦斯输送至蓄热氧化装置的风机。
[0010]进一步，所述供气子系统还包括用于将水输送至余热锅炉的水泵。
[0011]进一步，所述汽轮机发电机组的排汽端连接有用于将汽轮机排汽冷凝成水的凝汽器，并且所述凝汽器的冷凝水通过所述水泵输至余热锅炉。
[0012]本实用新型的有益效果:第一，本实用新型的低浓度瓦斯蓄热氧化冷热电联供系统，利用热逆流氧化技术，可实现对浓度为I %的低浓度瓦斯高效氧化，对于浓度高于1%的瓦斯可与空气或乏风掺混后进入该系统处理；第二，本实用新型的低浓度瓦斯蓄热氧化冷热电联供系统利用高品位的蒸汽推动汽轮机发电机组发电，从汽轮机发电机组抽取低压蒸汽，一部分用于供暖，一部分用于制冷。该系统实现了对低浓度瓦斯的有效氧化，并对余热实现了梯级利用，大大提高了系统的热能利用率。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述:
[0014]图1为本实用新型的结构示意简图。
【具体实施方式】
[0015]图1为本实用新型的结构示意简图，其中箭头为各流体流向，如图所示:本实施例的低浓度瓦斯蓄热氧化冷热电联供系统，包括用于产生过热蒸汽的供气子系统及利用过热蒸汽能量进行发电的汽轮机发电机组2，所述供气子系统包括蓄热氧化装置11和余热锅炉12，低浓度瓦斯通过所述蓄热氧化装置11形成高温烟气，高温烟气通过所述余热锅炉12形成过热蒸汽；所述蓄热氧化装置11为热逆流式氧化装置，能够使低浓度瓦斯在高温下发生氧化反应；联供系统还包括供暖子系统和制冷子系统，所述汽轮机发电机组2产生的低压蒸汽分别流入所述供暖子系统产生暖气及流入所述制冷子系统产生低温水；本实施例中，所述制冷子系统包括溴化锂吸收式制冷机组3，所述蓄热氧化装置11和余热锅炉12产生的低温烟气均通过烟囱4排出，所述供气子系统还包括用于将低浓度瓦斯输送至蓄热氧化装置11的风机13，所述供气子系统还包括用于将水输送至余热锅炉12的水泵14，所述汽轮机发电机组2的排汽端连接有用于将汽轮机排汽冷凝成水的凝汽器5，并且所述凝汽器5的冷凝水通过所述水泵14输至余热锅炉12。
[0016]本实施例的低浓度瓦斯蓄热氧化冷热电联供系统的工艺流程如下:
[0017]I)低浓度瓦斯经风机13输送至热逆流式结构的蓄热氧化装置11，在装置内的高温条件下发生氧化反应，并放出热量，低温烟气从烟囱4排出，一部分高温烟气被抽出后送往余热锅炉12 ;
[0018]2)高温烟气经过余热锅炉12时，加热水生成过热蒸汽，烟气降温后从烟囱4排向大气，过热蒸汽被输送至汽轮机发电机组2 ;
[0019]3)过热蒸汽在汽轮机发电机组2内做功，温度和压力均降低，排汽通向凝汽器5 ;排汽进入凝汽器5后，变为冷凝水，被给水泵14抽取重新进入余热锅炉12，循环利用；从汽轮机低压段抽取部分低压蒸汽，送往供暖用户或溴化锂吸收式制冷机组3 ;
[0020]4)低压蒸汽作为溴化锂吸收式制冷机组3的热媒，加热溴化锂水溶液，使溶液中水汽化；随着水的不断汽化，发生器内的溴化锂水溶液浓度不断升高，进入吸收器；水蒸气进入冷凝器，被冷凝器内的冷却水降温后凝结，成为高压低温的液态水；当冷凝器内的水通过节流阀进入蒸发器时，急速膨胀而汽化，并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量，从而达到降温制冷的目的；在此过程中，低温水蒸气进入吸收器，被吸收器内的溴化锂水溶液吸收，溶液浓度逐步降低，再由循环泵送回发生器，完成整个循环。
[0021]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种低浓度瓦斯蓄热氧化冷热电联供系统，包括用于产生过热蒸汽的供气子系统及利用过热蒸汽能量进行发电的汽轮机发电机组，其特征在于:所述供气子系统包括蓄热氧化装置和余热锅炉，低浓度瓦斯通过所述蓄热氧化装置形成高温烟气，高温烟气通过所述余热锅炉形成过热蒸汽；所述蓄热氧化装置为热逆流式氧化装置；联供系统还包括供暖子系统和制冷子系统，所述汽轮机发电机组产生的低压蒸汽分别流入所述供暖子系统产生暖气及流入所述制冷子系统产生低温水。
2.根据权利要求1所述的低浓度瓦斯蓄热氧化冷热电联供系统，其特征在于:所述制冷子系统包括溴化锂吸收式制冷机组。
3.根据权利要求1所述的低浓度瓦斯蓄热氧化冷热电联供系统，其特征在于:所述蓄热氧化装置和余热锅炉产生的低温烟气均通过烟囱排出。
4.根据权利要求1所述的低浓度瓦斯蓄热氧化冷热电联供系统，其特征在于:所述供气子系统还包括用于将低浓度瓦斯输送至蓄热氧化装置的风机。
5.根据权利要求1至4任一项所述的低浓度瓦斯蓄热氧化冷热电联供系统，其特征在于:所述供气子系统还包括用于将水输送至余热锅炉的水泵。
6.根据权利要求5所述的低浓度瓦斯蓄热氧化冷热电联供系统，其特征在于:所述汽轮机发电机组的排汽端连接有用于将汽轮机排汽冷凝成水的凝汽器，并且所述凝汽器的冷凝水通过所述水泵输至余热锅炉。
【文档编号】F01K11/02GK204225938SQ201420724641
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】兰波, 康建东, 李磊, 霍春秀, 高鹏飞, 许慧娟, 黄克海, 李 杰, 徐鹏, 陈晖 , 邹维峰 申请人:中煤科工集团重庆研究院有限公司