CN211500795U - 一种低浓度瓦斯掺氧发电系统 - Google Patents

一种低浓度瓦斯掺氧发电系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型属于瓦斯发电技术领域，具体涉及一种低浓度瓦斯掺氧发电系统，包括氧气供应装置、瓦斯供应装置以及瓦斯发电机组，所述氧气供应装置和所述瓦斯供应装置分别与所述瓦斯发电机组连通。该低浓度瓦斯掺氧发电系统具有氧气供应装置，能够在瓦斯浓度在9％‑13％之间时顺利启动发电。

Description

一种低浓度瓦斯掺氧发电系统
技术领域
本实用新型属于瓦斯发电技术领域，具体涉及一种低浓度瓦斯掺氧发电系统。
背景技术
近年来随着各矿井的煤炭资源逐渐枯竭，煤炭产量降低，这直接造成低浓度瓦斯(甲烷浓度低于30％)的瓦斯气量呈上升趋势，而中等浓度以上的瓦斯气产量却呈现逐年下降趋势。
然而，在生产实践中，甲烷浓度在9％-13％之间的瓦斯却很难用于启机发电。甲烷在空气中的爆炸极限为5％-16％,而且在浓度为9％的状态下爆炸威力是最大的，然而在这此种浓度状态下瓦斯发电机组却无法启机发电，其降低了瓦斯发电机组的使用效率，同时排空的甲烷气体又会对大气造成巨大污染，即浪费资源又不利于环境保护。通过对瓦斯发电行业进行调研发现，这种状况是瓦斯发电行业内普遍存在的状况，而且一致认为无法启动发电的根本原因是甲烷浓度低是主要原因。
甲烷爆炸燃烧的化学式如下：
CH4+O2＝CO2+2H2O
经过研究发现，由于含氧量的不足造成甲烷无法在爆炸极限范围内进行爆炸燃烧，因此导致发电机组无法启机发电。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型旨在解决其中的至少一个技术缺陷，为此提供一种低浓度瓦斯掺氧发电系统，该发电系统具有氧气供应装置，能够在瓦斯浓度在9％-13％之间时顺利启动发电。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种低浓度瓦斯掺氧发电系统，包括氧气供应装置、瓦斯供应装置以及瓦斯发电机组，所述氧气供应装置和所述瓦斯供应装置分别与所述瓦斯发电机组连通。
上述的低浓度瓦斯掺氧发电系统，所述氧气供应装置的出口通过流量调节阀连接有电控混合器；所述瓦斯供应装置的出口通过调压阀与所述电控混合器连接，所述电控混合器通过增压器连接所述瓦斯发电机组的气缸。
上述的低浓度瓦斯掺氧发电系统，在所述瓦斯供应装置的出口与所述调压阀之间还设置有电动蝶阀，用于调节瓦斯的输入量。
上述的低浓度瓦斯掺氧发电系统，在所述增压器与所述气缸之间还连接有中冷器。
上述的低浓度瓦斯掺氧发电系统，所述气缸的废气出口连接所述增压器的压力进气入口，用于产生压力。
上述的低浓度瓦斯掺氧发电系统，所述增压器的压力排气口连接有排气总管。通过排气总管汇流排放或处理。
上述的低浓度瓦斯掺氧发电系统，所述氧气供应装置包括压缩空气单元、净化单元和制氧单元；所述压缩空气单元通过所述净化单元连接所述制氧单元。
上述的低浓度瓦斯掺氧发电系统，所述压缩空气单元包括螺杆式压缩机和空气缓冲罐，所述螺杆式压缩机额出口连接所述空气缓冲罐。
上述的低浓度瓦斯掺氧发电系统，所述净化单元包括C级过滤器、冷冻式干燥机、T级过滤器、A级高效除油雾过滤器以及活性炭过滤器；所述空气缓冲罐的出口与所述C级过滤器连接，所述C级过滤器一次通过所述冷冻式干燥机、T级过滤器、A级高效除油雾过滤器与所述活性炭过滤器连接。
上述的低浓度瓦斯掺氧发电系统，所述制氧单元包括PSA分子筛吸附塔和氧气罐；所述活性炭过滤器通过压力储罐与所述PSA分子筛吸附塔的底部连接，所述PSA分子筛吸附塔的顶部连接所述氧气罐，所述氧气罐与所述流量调节阀连接。
本实用新型的有益效果体现在：通过在瓦斯发电机组中增设氧气供应装置，使得在瓦斯浓度在9％-13％之间时顺利启动发电机组进行发电。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本实用新型一实施例提供的低浓度瓦斯掺氧发电系统的系统连接图；
图2氧气供应装置的连接示意图。
附图标记说明如下：
1、氧气供应装置；2、瓦斯供应装置；3、瓦斯发电机组；4、流量调节阀；5、电控混合阀；6、调压阀；7、增压器；8、瓦斯发电机组的气缸；9、电动蝶阀；9、中冷器；10、排气总管；11、压缩空气单元；12、C级过滤器；13、冷冻式干燥机；14、T级过滤器；15、A级高效除油雾过滤器；16、活性炭过滤器；17、压力储罐；18、PSA分子筛吸附塔；19、氧气罐。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1和图2所示，一种低浓度瓦斯掺氧发电系统，包括氧气供应装置1、瓦斯供应装置2以及瓦斯发电机组3，所述氧气供应装置1和所述瓦斯供应装置2分别与所述瓦斯发电机组3连通。
在上述的任一种低浓度瓦斯掺氧发电系统中，所述氧气供应装置1的出口通过流量调节阀4连接有电控混合器；所述瓦斯供应装置2的出口通过调压阀6与所述电控混合器连接，所述电控混合器通过增压器7连接所述瓦斯发电机组3的气缸。
在上述的任一种低浓度瓦斯掺氧发电系统中，在所述瓦斯供应装置2的出口与所述调压阀6之间还设置有电动蝶阀9，用于调节瓦斯的输入量。
在上述的任一种低浓度瓦斯掺氧发电系统中，在所述增压器7与所述气缸之间还连接有中冷器9。
在上述的任一种低浓度瓦斯掺氧发电系统中，所述气缸的废气出口连接所述增压器7的压力进气入口，用于产生压力。
在上述的任一种低浓度瓦斯掺氧发电系统中，所述增压器7的压力排气口连接有排气总管10。通过排气总管10汇流排放或处理。
在上述的任一种低浓度瓦斯掺氧发电系统中，所述氧气供应装置1包括压缩空气单元11、净化单元和制氧单元；所述压缩空气单元11通过所述净化单元连接所述制氧单元。
在上述的任一种低浓度瓦斯掺氧发电系统中，所述压缩空气单元11包括螺杆式压缩机和空气缓冲罐，所述螺杆式压缩机额出口连接所述空气缓冲罐。
压缩空气单元11提供变压吸附制氧装置所需的气源；其中，螺杆式压缩机运转可靠，维护简单，低噪音；空气缓冲罐主要是作为气源的缓冲器，起稳定和储存作用，此外还可以收集和排除进入压缩空气源的大部分油水冷凝液。缓冲罐装有压力表，安全阀，排污口。
在上述的任一种低浓度瓦斯掺氧发电系统中，所述净化单元包括C级过滤器12、冷冻式干燥机13、T级过滤器14、A级高效除油雾过滤器15以及活性炭过滤器16；所述空气缓冲罐的出口与所述C级过滤器12连接，所述C级过滤器12一次通过所述冷冻式干燥机13、T级过滤器14、A级高效除油雾过滤器15与所述活性炭过滤器16连接。
从空气缓冲罐出来的压缩空气首先进入C级过滤器12实现粗过滤，然后进入冷冻式干燥机13，将压缩空气强制降温，使空气中的水蒸汽冷凝，凝结成的液态水夹带尘、油排出机外。T级过滤器14精密度为1um，滤除1um和更大的固态与液态颗粒，残留油份含量1ppmw/w。A级高效除油雾过滤器15过滤精度0.01um滤除0.01um和更大的固态与液态颗粒，99.999+％油雾；残留油份含量0.001ppm w/w。通过以上三级过滤压缩空气品质达到ISO8573.1质量等级1级。再通过活性炭过滤器16进一步洁净气体。
在上述的任一种低浓度瓦斯掺氧发电系统中，所述制氧单元包括PSA分子筛吸附塔18和氧气罐19；所述活性炭过滤器16通过压力储罐17与所述PSA分子筛吸附塔18的底部连接，所述PSA分子筛吸附塔18的顶部连接所述氧气罐19，所述氧气罐19与所述流量调节阀4连接。
洁净、干燥的压缩空气进入制氧单元，流经装填有分子筛(CMS)的PSA分子筛吸附塔18，压缩空气由下至上流经PSA分子筛吸附塔18，利用分子筛在不同压力下对氮和氧等的吸附力不同，氮气、水、二氧化碳等组份在分子筛表面吸附，未被吸附的氧气在出口处被收集成为产品气，由PSA分子筛吸附塔18上端流出，进入氧气罐。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种低浓度瓦斯掺氧发电系统，其特征在于，包括氧气供应装置、瓦斯供应装置以及瓦斯发电机组，所述氧气供应装置和所述瓦斯供应装置分别与所述瓦斯发电机组连通；所述氧气供应装置的出口通过流量调节阀连接有电控混合器；所述瓦斯供应装置的出口通过调压阀与所述电控混合器连接，所述电控混合器通过增压器连接所述瓦斯发电机组的气缸。
2.根据权利要求1所述的低浓度瓦斯掺氧发电系统，其特征在于，在所述瓦斯供应装置的出口与所述调压阀之间还设置有电动蝶阀，用于调节瓦斯的输入量。
3.根据权利要求2所述的低浓度瓦斯掺氧发电系统，其特征在于，在所述增压器与所述气缸之间还连接有中冷器。
4.根据权利要求3所述的低浓度瓦斯掺氧发电系统，其特征在于，所述气缸的废气出口连接所述增压器的压力进气入口，用于产生压力。
5.根据权利要求4所述的低浓度瓦斯掺氧发电系统，其特征在于，所述增压器的压力排气口连接有排气总管。
6.根据权利要求5所述的低浓度瓦斯掺氧发电系统，其特征在于，所述氧气供应装置包括压缩空气单元、净化单元和制氧单元；所述压缩空气单元通过所述净化单元连接所述制氧单元。
7.根据权利要求6所述的低浓度瓦斯掺氧发电系统，其特征在于，所述压缩空气单元包括螺杆式压缩机和空气缓冲罐，所述螺杆式压缩机额出口连接所述空气缓冲罐。
8.根据权利要求7所述的低浓度瓦斯掺氧发电系统，其特征在于，所述净化单元包括C级过滤器、冷冻式干燥机、T级过滤器、A级高效除油雾过滤器以及活性炭过滤器；所述空气缓冲罐的出口与所述C级过滤器连接，所述C级过滤器依次通过所述冷冻式干燥机、T级过滤器、A级高效除油雾过滤器与所述活性炭过滤器连接。
9.根据权利要求8所述的低浓度瓦斯掺氧发电系统，其特征在于，所述制氧单元包括PSA分子筛吸附塔和氧气罐；所述活性炭过滤器通过压力储罐与所述PSA分子筛吸附塔的底部连接，所述PSA分子筛吸附塔的顶部连接所述氧气罐，所述氧气罐与所述流量调节阀连接。
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