[发明专利]一种煤矿低浓度瓦斯及乏风瓦斯热氧化发电系统及方法

权利要求书

1.一种煤矿低浓度瓦斯及乏风瓦斯热氧化发电系统，其特征在于：它包括瓦斯氧化装置、分别与瓦斯氧化装置相连接的进、排气装置、循环水处理系统和与发电机相连的螺杆式膨胀机(9)；其中：瓦斯氧化装置包括多孔陶瓷氧化床(6)、间隔平行排列在多孔陶瓷氧化床(6)上下部的多个内置式换热器(7)，多孔陶瓷氧化床(6)的中部设有至少一个氧化床启动加热器(17)，多个内置式换热器(7)的端口分别经管线与循环水处理系统锅筒(8)和螺杆式膨胀机(9)相连接；进、排气装置包括分别与多孔陶瓷氧化床(6)上下风室相连通的进、排气管(1、2)，进、排气管(1、2)上分别连接送、引气风机(3、4)，送、引气风机(3、4)经四通换向阀(5)与乏风瓦斯氧化装置相连；所述的水处理循环系统包括锅筒(8)、与锅筒给水泵管线相连的储水箱(14)，储水箱(14)上分别连接有与螺杆式膨胀机(9)相连的冷凝器(11)、与给水泵(12)相连的水处理器(13)，储水箱(14)与锅筒(8)相连的管线上连有锅筒给水泵(15)，锅筒(8)出口通向一个内置式换热器(7)的管线上连有内置式换热器循环水泵(16)。

2.根据权利要求1所述的煤矿低浓度瓦斯及乏风瓦斯热氧化发电系统，其特征在于：所述的螺杆式膨胀机(9)为单螺杆式膨胀机或双螺杆式膨胀机。

3.根据权利要求1所述的煤矿低浓度瓦斯及乏风瓦斯热氧化发电系统，其特征在于：所述的冷凝器(11)为风冷式或水冷式冷凝器。

4.一种如权利要求1所述系统的煤矿低浓度瓦斯及乏风瓦斯热氧化发电方法，其特征在于：先开启加热器(17)启动多孔陶瓷氧化床(6)，将抽采的煤矿低浓度瓦斯及乏风瓦斯由进风管(1)经送风机(3)加压后送入多孔陶瓷氧化床(6)内，通过控制四通换向阀(5)，使煤矿低浓度瓦斯及乏风瓦斯气体在多孔陶瓷氧化床(6)内周期性往复流动并发生过焓氧化反应，从而维持瓦斯氧化装置自稳定连续运行；氧化产生的高温气体经内置式换热器(7)提取热量后由引风机(4)从排气管(2)排出；经给水泵(12)加压后的工质水先经水处理装置(13)处理后引入储水箱(14)内，再经水泵(15)加压后进入多孔陶瓷氧化床(6)的锅筒(8)，给水在内置式换热器循环水泵(16)的作用下进入内置式换热器(7)内，所产生的蒸汽经管线进入锅筒(8)内，经锅筒(8)汽水分离后进一步过热再进入螺杆式膨胀机(9)膨胀做功，将热能转换为机械能，带动发电机(10)进行发电，做功后的工质水经冷凝器(11)冷凝后返回至储水箱(14)以循环利用。