]图1为一种利用极低浓度瓦斯与可燃液体混合爆炸发电装置示意图，由:瓦斯输送及干燥系统(I)、浓度传感器(2)、电磁阀(3)、数控调节系统(4)、液体雾化系统(5)、油栗(6)、阻火器(7)、喷嘴(8)、火花塞(9)、气缸排烟管道(10)、热交换器(11)、曲轴(12)、冷却水出口(13)、发电系统(14)、排烟管道出口(15)、冷却水出口(16)等部件组成。
[0023]图2为一种利用极低浓度瓦斯与可燃气体爆炸发电装置示意图，由:瓦斯输送及干燥系统(I)、浓度传感器(2)、电磁阀(3)、数控调节系统(4)、配气系统(5)、火花塞(6)、阻火器(7)、曲轴(8)、冷却水出口(9)、排烟管道(10)、热交换器(11)、冷却水入口(12)排烟管道出口(13)、发电系统(14)等部件组成。
【具体实施方式】
[0024]根据上述的一种利用极低浓度瓦斯爆炸发电的技术及方法，包括瓦斯输送及干燥系统、液体雾化系统、配气系统、冷却系统、余热利用系统、热机系统、发电系统。由瓦斯输送及干燥系统通入一定压力、浓度的瓦斯空气混合气体，同时根据通入瓦斯的浓度，将一定浓度的可燃液体雾化或可燃气体喷入气缸中点火使混合物爆炸推动气缸做功，通过发电系统从而使机械能转化成电能。气缸具有冷却系统，爆炸产生的高温废气通过余热利用系统进行回收，从了提高能量的综合利用效率。
[0025]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种利用极低浓度瓦斯爆炸发电的技术及方法，包括瓦斯输送及干燥系统、液体雾化系统、配气系统、阻火器、气缸、冷却系统、余热利用系统、热机系统、发电系统、数控调节系统、浓度传感器、减压阀、切断阀、瓦斯压力表、电磁阀等组成，可以完成极低浓度瓦斯和可燃气体、液体从混合、爆炸做功、发电、余热利用的整个过程。2.根据权利要求1所述的一种利用极低浓度瓦斯爆炸发电的技术及方法，其特征在于，可燃液体经雾化形成小液滴，随之喷入气缸中与极低浓度瓦斯混合。3.根据权利要求1所述的一种利用极低浓度瓦斯爆炸发电的技术及方法，其特征在于，可燃气体通过电磁阀控制流量，通入气缸中与极低浓度瓦斯混合。4.根据权利要求1所述的一种利用极低浓度瓦斯爆炸发电的技术及方法，其特征在于，所用的可燃液体或者气体，其价格相对便宜，易于储存和运输，且具有较低的爆炸下限，与极低浓度瓦斯混合后可以点燃爆炸。5.根据权利要求1所述的一种利用极低浓度瓦斯爆炸发电的技术及方法，其特征在于，瓦斯输送及干燥系统带有浓度传感器，对通入的瓦斯浓度进行实时监测，由预先编程计算与之相对应的可燃气体、液体的浓度，进而控制喷入气缸的可燃气体或液体的量。6.根据权利要求4所述的可燃气体、液体的量，其特征在于，可燃气体、液体的量由瓦斯的浓度确定，根据理论计算及实验验证后的最佳浓度配比，通过浓度传感器将极低浓度瓦斯的实时浓度反馈给计算机控制器，通过电磁阀控制喷入混合的可燃气体或液体的量，使混合物达到较低的爆炸下限。7.根据权利要求5所述的理论计算，其特征在于，按照公式L=I/(Y1/L1+Y2/L2)计算，其中L为混合物的爆炸下限，物质的组分，LhU*对应物质的爆炸下限。已知瓦斯浓度Y1，且混合物的浓度需大于L，可以得到与极低浓度瓦斯混合的可燃气体或液体所需的量。8.根据权利要求5所述形成的可燃气体、液体与极低浓度瓦斯的混合气体，其混合物的最小点火能应在火花塞的能力范围之内，保证每个周期都能成功点火。一个周期包括进气、压缩、点火爆炸做功、尾气排放，从而实现连续运行。9.根据权利要求1所述的一种利用极低浓度瓦斯爆炸发电的技术及方法，其特征在于，可燃混合物进入气缸的时间由电磁阀控制，电磁阀与火花塞有启动延时，混合物进入气缸后，火花塞将其点燃。10.根据权利要求1所述的一种利用极低浓度瓦斯爆炸发电的技术及方法，其特征在于，气缸发生剧烈的爆炸反应，为了实现持续有效工作配有冷却系统，通过节温阀，采用冷却水调节气缸温度。11.根据权利要求1所述的一种利用极低浓度瓦斯爆炸发电的技术及方法，其特征在于，可燃混合物在气缸内做功推动活塞运动，热能传递给循环工质，反应产物最终经排气口排出。12.根据权利要求1所述的一种利用极低浓度瓦斯爆炸发电的技术及方法，其特征在于，气缸端口都设有阻火器，保障系统安全。13.根据权利要求1所述的一种利用极低浓度瓦斯爆炸发电的技术及方法，其特征在于，可燃混合物爆炸产生的化学能通过活塞运动转换为机械能，带动曲轴连杆做功，通过发电机转换为电能。14.根据权利要求8所述的余热利用系统，其特征在于，反应废气通过热交换器把热传递给循环流动工质水，加热后的水可用作供暖、淋浴系统或其他用途。15.根据权利要求1所述的一种利用极低浓度瓦斯爆炸发电的技术及方法，其特征在于，系统所使用的阻火器、流量计、传感器、电磁阀等部件都需是防爆认证装置。
【专利摘要】本发明涉及一种利用极低浓度瓦斯爆炸发电的技术及方法。为使浓度低于5％爆炸下限的瓦斯得到充分利用、尤其是浓度低于0.75％的矿井回风瓦斯，本方法在瓦斯中喷入最佳体积浓度的可燃易爆的气体或液体，其价格相对便宜，易于储存和运输，且具有较低的爆炸下限，与极低浓度瓦斯混合后可以点燃爆炸，进而做功产生机械能，机械能由活塞带动曲轴连杆连接发电机转换为电能，并对余热进行回收利用。本技术包括瓦斯输送及干燥系统、液体雾化系统、配气系统、冷却系统、余热利用系统、热机系统、发电系统。本发明可以充分利用浓度低于5％的瓦斯、提高能量转换效率并减少温室气体的排放，是一种新的节能减排的发电方法。
【IPC分类】F01N5/02, F02B63/04, F02B69/02
【公开号】CN105649771
【申请号】
【发明人】聂百胜, 杨龙龙, 王静伟, 李默庚
【申请人】中国矿业大学(北京)
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月13日