[实用新型]一种空气压缩储能的煤层气与矿井通风乏气预混发电系统有效
申请号: | 201720449852.8 | 申请日: | 2017-04-26 |
公开(公告)号: | CN207526580U | 公开(公告)日: | 2018-06-22 |
发明(设计)人: | 不公告发明人 | 申请(专利权)人: | 西安新维度能源技术发展有限公司 |
主分类号: | F02B43/10 | 分类号: | F02B43/10;F02C3/22;F02B63/04;F02C6/00;F02M21/02;F02M27/02;F02M27/06;F03D9/17 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 煤层气 通风乏气 发电装置 空气膨胀 空气压缩 储能 预混 发电系统 高压空气 混合装置 燃料供给 储存室 矿井 发电系统利用 空气压缩装置 温室气体排放 本实用新型 气压缩装置 电网低谷 电网调峰 煤矿通风 输出端 乏气 风电 出口 发电 节约 能源 | ||
本实用新型公布了一种基于空气压缩储能的煤层气与矿井通风乏气预混发电系统,空气压缩装置(2)的入口与空气(10)相连,空气气压缩装置(2)出口与高压空气储存室(3)入口相连,高压空气储存室(3)出口与空气膨胀/发电装置(4)入口相连,燃料供给(5)与空气膨胀/发电装置(4)相连,煤层气/通风乏气混合装置(6)与燃料供给(5)相连,煤层气(7)及通风乏气(8)与煤层气/通风乏气混合装置(6)相连,空气膨胀/发电装置(4)输出端与负载(9)相连。该发电系统利用风电或电网低谷电能,通过空气压缩储能,并借助于煤层气,实现与煤矿通风乏气预混的发电利用,对节约能源,减少温室气体排放及电网调峰具有明显益处。
技术领域
本实用新型涉及一种空气储能发电系统,尤其涉及一种风电,特别是弃风风电,或电网低谷电能(谷电)驱动空气压缩储能的煤层气与矿井通风乏气预混发电系统。对于节约能源,减少温室气体排放及电网调峰均具有明显益处。
背景技术
1目前含有低浓度甲烷的大量的煤矿通风乏气排空。
中国煤炭资源丰富,每年的煤炭开采量达到30亿吨以上。由于开采煤炭,每年向大气排放大量的通风乏气。通风乏风(又称矿井乏风,简称VAM),指煤矿在采掘过程中对矿井内大量通风,通风气经过开采工作面以及其它用风地点后所携带的瓦斯称为乏风,其气体中所含甲烷浓度低于0.75%。据统计,我国每年通过排入大气的乏风折纯甲烷量约为100~150亿m3,其热值相当于1300~2000 万t标准煤。目前中国,乃至全世界,几乎所有煤矿对于通风瓦斯都采取排空处理,造成极大能源浪费;而且,CH4的温室效应是CO2的21倍,每年巨大的乏风排放量对环境造成了巨大危害和污染。
目前,煤矿通风乏气由于其甲烷含量低,对其利用技术难度大,是世界性难题。长期以来只能被全部排到大气中。近年来,随着国际社会应对气候变化步伐的加快,以及中国节能减排力度的不断加大,乏风的利用处理技术越来越得到重视。煤矿乏风可利用的方式主要有:一是提纯;二是直接燃烧;三是乏风氧化。
(1)提纯分离
即:变压/变温吸附。由于煤矿乏风中甲烷浓度太低,如果进行提纯分离,不论是用变压吸附方法,还是用变温吸附分离方法,面对含量巨大的空气和微少的甲烷,都必然需要相对于甲烷产量更多的加压耗能或加温耗能。所耗的能量,远远超过获取甲烷的能量。因而不论从能源的角度,还是从经济的角度都是行不通的。
(2)直接燃烧
由于乏风中的甲烷含量很低,远远超出了甲烷的空然比范围,用直接燃烧的办法排放或利用热能也是行不通的。
(3)乏风氧化
利用乏风中的微量甲烷与其中的氧气进行氧化反应,产生热量成为目前一个研究方向;但由于催化剂技术、蓄热及与预热切换系统、控制系统等问题在短时间内难以解决,整体状态处理初级研发阶段。
2中国每层气利用率低
中国煤层气储量也异常丰富,每年井下抽采煤矿瓦斯近2.3×109m3,利用量仅约1.0×109m3,一般CH4浓度30%-60%,利用率比较低。
3弃风风电没有得到有效利用
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