[发明专利]一种煤矿乏风瓦斯分离收集系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种分离收集系统，具体为一种瓦斯分离收集装置，属于煤矿设备技术领域。

背景技术

井下煤层中赋存的瓦斯(学名为甲烷，分子式为：CH₄)是煤矿五大灾害之一，是制约矿井安全生产和可持续发展主要因素。在实际生产过程中，我国绝大部分矿井瓦斯是通过矿井主要通风机排出的乏风形式排入大气。通过调查，年产2.1Mt突出矿井，总排风量28000m³/min,回风流中瓦斯浓度0.15％，排到大气中的瓦斯量每天就达6万m³，全年排到大气中的瓦斯量约为2200万m³。根据IPCC最新的科学评估报告资料显示，给定甲烷的增温潜力值(GWP)是二氧化碳的25倍，乏风中甲烷产生的温室效应是CO₂的21倍，对大气臭氧层的破坏能力约为CO₂的7倍。2010年我国煤矿瓦斯涌出量约为200亿m³左右，涌出量相当于每年浪费1800万吨原油或3000万吨的标准煤。将煤矿乏风瓦斯直接排放到大气中，一方面造成了有限的不可再生资源的严重浪费，另一方面，加剧了大气污染和温室气体效应。

从20世纪90年代开始，为了减少温室气体排放量和洁净能源的有效利用，国内外研究机构开展了煤矿乏风瓦斯利用技术的开发与应用研究。在煤矿乏风瓦斯的利用技术中均涉及到对煤矿乏风气体的收集，而煤矿乏风瓦斯富集技术开发与应用环节，是在不影响矿井主要通风机正常工作的情况下，将矿井主要通风机排风口排出的乏风(其中N₂含量约78％、O₂含量约20％、CH₄含量约0.15％，其余为其它惰性气体、CO₂气体等)进行收集，通过气体分离装置实现富集煤矿乏风中的瓦斯、氮气、氧气，以达到提高煤矿乏风资源的有效利用，降低大气污染和温室气体效应，在利用技术中具有重要的意义，因此针对上述问题，我们提出了一种瓦斯分离提纯系统。

发明内容

本发明提供一种煤矿乏风中的瓦斯分离收集系统，是通过气体分离技术分离煤矿主要通风机排出乏风中的氮气和氧气收集或排出，提纯乏风中的瓦斯，有效而又最大程度的收集煤矿乏风中的瓦斯并利用。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明是一种煤矿乏风瓦斯分离收集系统，包括本体,所述本体一端设有乏风进风风硐，且所述进风风硐与所述本体内腔连通，所述本体内腔内有若干平行设置的风硐分支，所述风硐分支安装有氮气分离装置和氧气分离装置，所述多个风硐分支中氮气分离装置和氧气分离装置将分离的氮气和氧气进入各自联通的回收气体排出管道和，所述氮气和氧气排出管道和一端延伸于所述本体外部，分离出的氮气和氧气分别回流到各自回收总通道和后，剩余瓦斯等气体通过出风风硐排出并利用。作为本发明的一种优选技术方案，所述氮气排出管道与所述氧气排出管道均与所述气体分离装置连通。

作为本发明的一种优选技术方案，所述本体一端设有瓦斯收集通道，且所述瓦斯收集通道与所述本体内腔连通。

作为本发明的一种优选技术方案，所述本体中氮气分离装置与所连接的外部氮气排出通道再与氮气回收总通道相连通。

作为本发明的一种优选技术方案，所述本体中氧气分离装置与所连接的外部氧气排出通道再与氧气回收总通道相连通。

本发明所达到的有益效果是：本发明结构紧凑，使用方便，通过煤矿乏风中瓦斯及其它气体的收集与利用，减少温室气体排放量和洁净能源的有效利用，同时也可将提纯的氮气、氧气做为其它行业生产原材料，具有良好的经济效益和社会效益，适宜推广使用。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种煤矿乏风瓦斯分离收集系统的结构示意图(分离氮气和氧气)。

图中：1.本体；2.进风风硐；3.分支风硐；4.氮气分离装置；5.氮气排出管道；6.氮气回收总通道；7.氧气分离装置；8.氧气排出管道；9.氧气回收总通道；10.瓦斯收集通道。

图2是本发明一种煤矿乏风瓦斯分离收集系统的结构示意图(只分离氮气)。

图中：1.本体；2.进风风硐；3.分支风硐；4.氮气分离装置；5.氮气排出管道；6.氮气回收总通道；7.瓦斯收集通道。

具体实施方式