題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項目名稱：
- 超低濃度煤礦瓦斯驅(qū)動斯特林發(fā)動機發(fā)電裝置
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 提出一種新的煤層氣發(fā)電方式，即通過多孔介質(zhì)燃燒器對低濃度瓦斯和煤層氣氣源不穩(wěn)性的良好適應(yīng)能力與斯特林發(fā)動機的外燃高效特性有機結(jié)合， 構(gòu)建一種適應(yīng)我國煤層氣濃度低且氣源不穩(wěn)定性的煤層氣發(fā)電系統(tǒng)。
- 詳細(xì)介紹：
- 為適應(yīng)我國煤層氣濃度低、波動大的特點，本項目擬研制一種多孔介質(zhì)燃燒器與斯特林發(fā)動機相結(jié)合的發(fā)電裝置。該裝置中的多孔介質(zhì)燃燒器采用了先進(jìn)的燃燒技術(shù)，可以降低瓦斯的最低可燃濃度，而且對燃料的成分、流量的波動具有較好的適應(yīng)性。斯特林發(fā)動機是一種外燃機，采用了先進(jìn)的熱力循環(huán)，熱效率比內(nèi)燃發(fā)動機高很多。通過中間的機械結(jié)構(gòu)，將多孔介質(zhì)燃燒器對氣源不穩(wěn)定性的良好適應(yīng)能力與斯特林發(fā)動機的外燃高效特性相結(jié)合，再配以發(fā)電機發(fā)電，可以實現(xiàn)低濃度瓦斯的能源化利用，達(dá)到節(jié)能減排的目的。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1. 設(shè)計與發(fā)明目的：探索一種適應(yīng)我國煤層氣濃度低、波動大特點的發(fā)電方式，以實現(xiàn)低濃度瓦斯的能源化利用，達(dá)到節(jié)能減排的目的。 2. 基本思路：將多孔介質(zhì)燃燒器對低濃度氣源的良好適應(yīng)性和斯特林發(fā)動機的外燃特性有機結(jié)合，構(gòu)建多孔介質(zhì)燃燒器驅(qū)動斯特林發(fā)動機系統(tǒng)。其中：①多孔介質(zhì)燃燒器具有熱容量大、火焰穩(wěn)定范圍寬廣、能夠擴展貧燃極限的特點，非常適宜燃燒低濃度煤層氣，同時可以緩解煤層氣濃度波動造成的沖擊。②斯特林發(fā)動機是一種外燃機，和內(nèi)燃機相比對燃料特性要求低，只要能保證其熱缸端連續(xù)供給熱能即可，同時具有效率高、污染小的優(yōu)點。 3.創(chuàng)新點：（1）多孔介質(zhì)燃燒器采用了先進(jìn)的燃燒技術(shù)，可以降低瓦斯的最低可燃濃度，而且對燃料的成分、流量的波動具有較好的適應(yīng)性。（2）斯特林發(fā)動機是一種外燃機，采用了先進(jìn)的熱力循環(huán)，熱效率比內(nèi)燃發(fā)動機高。（3）將多孔介質(zhì)燃燒器對低濃度瓦斯的良好適應(yīng)性和斯特林發(fā)動機的外燃特性有機結(jié)合，構(gòu)建適應(yīng)我國煤層氣特點的發(fā)電裝置。 4.關(guān)鍵技術(shù)：（1）低濃度煤層氣在多孔介質(zhì)燃燒器中的穩(wěn)定燃燒技術(shù)（2）氣源濃度波動條件下，多孔介質(zhì)燃燒器驅(qū)動斯特林發(fā)動機的動力特性 5.主要技術(shù)指標(biāo)：（1）燃燒最低瓦斯?jié)舛冗_(dá)3％（2）系統(tǒng)發(fā)電效率25％～35％
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1.本系統(tǒng)對于我國煤層氣濃度低、波動大等特點具有良好的適應(yīng)能力，在我國低濃度煤層氣利用方面具有良好的前景。 低濃度瓦斯由于瓦斯含量少、穩(wěn)定性差且接近爆炸極限，會造成發(fā)電機組的熄火停機。燃?xì)鈨?nèi)燃機發(fā)電技術(shù)現(xiàn)能利用10%左右的低濃度瓦斯進(jìn)行發(fā)電，但是運行的可靠性與穩(wěn)定性仍然是一個難題。而本系統(tǒng)所利用最低瓦斯?jié)舛瓤蛇_(dá)3%，且對于低濃度瓦斯的燃燒利用具有良好的穩(wěn)定性與可靠性。 2.本系統(tǒng)通過燃燒甲烷不僅可以降低煤層氣造成的溫室效應(yīng)，同時系統(tǒng)本身污染物排放量較低，可以起到減排的效果。 瓦斯的溫室效應(yīng)約為CO2的21 倍，會對環(huán)境造成重大污染。本系統(tǒng)經(jīng)試驗驗證，瓦斯燃燒較完全，溫度場易于控制，污染產(chǎn)物較低，尤其可有效降低NOX的排放。 3.本系統(tǒng)發(fā)電效率高，功率范圍大，適應(yīng)性強，便于移動，因此比較適合煤層氣的利用。蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)備龐大復(fù)雜，發(fā)電工藝復(fù)雜，且不能移動；燃?xì)廨啓C對瓦斯?jié)舛纫筝^高，通常要求瓦斯的濃度約在40%以上；且燃?xì)鈨?nèi)燃機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，噪音大。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 有償轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實物、圖紙、現(xiàn)場演示、圖片、錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 本系統(tǒng)包括多孔介質(zhì)燃燒器，斯特林發(fā)動機，中間連接裝置和發(fā)電機，其特征在于：將具有外燃機特性的斯特林發(fā)動機和對氣源波動具有良好適應(yīng)性的多孔介質(zhì)燃燒器相連接，其中多孔介質(zhì)燃燒器與煤層氣源和斯特林發(fā)動機相連接，斯特林發(fā)動機與發(fā)電機相連接，通過與煤層氣氣源相連的多孔介質(zhì)燃燒器產(chǎn)生高溫?zé)煔庀蛩固亓职l(fā)動機提供能量，由斯特林發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電。從技術(shù)層面來看，多孔介質(zhì)燃燒器、斯特林發(fā)動機和儲熱器等相關(guān)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，因此本裝置技術(shù)風(fēng)險較小，具有較強的可行性。 從市場需求來看，目前我國每年產(chǎn)生相當(dāng)于200多億立方米純甲烷的瓦斯,其中90%以上由于濃度太低被直接排入大氣，據(jù)專家估算，按照每年100億噸純甲烷的排放當(dāng)量，等于1000多萬噸原油或2000萬噸煤炭被白白浪費掉。如果大面積推廣這種技術(shù)，不僅節(jié)能、環(huán)保，而且全國至少可以新增5000個就業(yè)崗位，并能有效帶動陶瓷及各類機械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，轉(zhuǎn)化成CDM收益可達(dá)150億元。面臨資源浪費和環(huán)境污染雙重壓力，推廣這種技術(shù)，利民利企利國。
同類課題研究水平概述
- 我國利用瓦斯起步較早，早在上世紀(jì)六七十年代,淮南、淮北礦區(qū)已對高濃度煤礦瓦斯進(jìn)行民用。近些年來，抽放瓦斯已經(jīng)成功地用作民用和工業(yè)燃料，生產(chǎn)炭黑和甲醛的化工原料，以及發(fā)電用燃料，取得了巨大的經(jīng)濟效益。然而，這些應(yīng)用要求瓦斯必須有較高的濃度。如民用或生產(chǎn)炭黑，瓦斯?jié)舛缺仨毚笥?0%；生產(chǎn)甲醛，瓦斯?jié)舛缺仨毚笥?0%，用于燃?xì)廨啓C發(fā)電和蒸汽輪機發(fā)電其濃度為35±4%，如山西晉城煤業(yè)集團(tuán)寺河煤礦建設(shè)的瓦斯發(fā)電站，裝機容量120MW，燃料為高濃度的抽放瓦斯。近兩年，瓦斯發(fā)電、余熱利用和CDM項目開發(fā)等方面技術(shù)都有了長足的發(fā)展，瓦斯利用引起了高度重視。但低濃度瓦斯利用技術(shù)研究在我國剛剛起步，如我國勝動集團(tuán)在燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機組基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，開發(fā)出了低濃度瓦斯發(fā)電機組，目前，在國內(nèi)的平頂山煤業(yè)集團(tuán)四礦，淮北礦業(yè)集團(tuán)蘆嶺煤礦等安裝了發(fā)電機機組進(jìn)行商業(yè)試運行。但由于該機組采用的是內(nèi)燃機技術(shù)，其對瓦斯?jié)舛?、成分等要求較高，當(dāng)瓦斯?jié)舛仍?%以下時該機組就不能正常運行，所以機組經(jīng)常處于停運狀態(tài)，沒有從根本上解決更低濃度的利用問題。 國際上，瓦斯發(fā)電機組都只能利用高濃度瓦斯，如美國、德國等煤炭生產(chǎn)大國已研發(fā)出瓦斯?jié)舛?0%以上的瓦斯發(fā)電技術(shù)，但卻沒有實現(xiàn)濃度低于30%的瓦斯發(fā)電。因此，研究開發(fā)低濃度瓦斯綜合利用技術(shù)具有十分重要的意義。
![超聲-微波輔助超臨界二氧化碳萃取黃柏?fù)]發(fā)油工藝的研究](/media/pro_project/proimage/2011/7/26/cache/f1907a64-c18f-41cc-88e4-be70434e6d26_120_120.jpg)
