乏风瓦斯蓄热氧化床阻力特性的数值模拟 被引量：35

1

作者 刘永启 张振兴 +2 位作者 高振强 刘瑞祥 郑斌 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期946-950,共5页

基于自行开发的煤矿乏风热逆流氧化试验装置,采用多孔介质均质模型,建立了煤矿乏风蓄热逆流氧化的控制方程组和化学反应方程,模拟研究了氧化床运行参数、蜂窝陶瓷的结构参数和物性参数对氧化床的流动阻力和出口温度的影响规律。计算结... 基于自行开发的煤矿乏风热逆流氧化试验装置,采用多孔介质均质模型,建立了煤矿乏风蓄热逆流氧化的控制方程组和化学反应方程,模拟研究了氧化床运行参数、蜂窝陶瓷的结构参数和物性参数对氧化床的流动阻力和出口温度的影响规律。计算结果表明:在气流方向切换瞬间,氧化床的压强损失瞬时增大,经过1～2s后趋于稳定;随着进入氧化床的乏风气体表观速度的增加,压强损失和出口温度都增加;乏风甲烷浓度对压强损失影响较小;提高蜂窝陶瓷的孔隙率,可以有效降低阻力损失,但是蓄热能力明显下降;提高比热容,有利于氧化装置稳定运行;随着当量直径的增加,压强损失显著降低。 展开更多

关键词 煤矿乏风 热逆流氧化装置 压强损失 计算流体力学

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逆流反应器矿井乏风瓦斯发电技术简介 被引量：25

2

作者 理查德.马特斯 孙庆刚 《中国煤层气》 2004年第2期44-46,共3页

本文简单介绍了MEGTEC公司的VOCSIDIZER技术用于矿井乏风回收利用发电技术, VOCSIDIZER技术在英国及澳大利亚煤矿通风瓦斯回收利用项目中的成功展示了该技术在我国煤 矿的广阔前景。

关键词 矿井 瓦斯 煤矿通风 发电技术 回收利用 反应器 逆流

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煤矿通风瓦斯甲烷热氧化装置实验研究 被引量：24

3

作者 吕元 姜凡 肖云汉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期973-977,共5页

通过热力计算设计搭建了最大处理量为1 000 m3/h的煤矿通风瓦斯热氧化装置,实现了装置的快速启动及长期自维持稳定运行。研究了处理量400～800 m3/h、甲烷浓度0.4%～0.8%、切换时间10～50 s时装置的运行情况,得到了装置的运行特点以及... 通过热力计算设计搭建了最大处理量为1 000 m3/h的煤矿通风瓦斯热氧化装置,实现了装置的快速启动及长期自维持稳定运行。研究了处理量400～800 m3/h、甲烷浓度0.4%～0.8%、切换时间10～50 s时装置的运行情况,得到了装置的运行特点以及各运行参数对其的影响规律。实验结果表明,较高的风量、较高的甲烷浓度、较长的切换时间都会导致装置高温区变长。 展开更多

关键词 通风瓦斯 热氧化 实验研究 蓄热体

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煤矿乏风瓦斯利用技术及应用前景 被引量：14

4

作者 兰波 许慧娟 《中州煤炭》 2012年第7期37-39,41,共4页

我国绝大部分煤矿乏风直接排放到大气中,不仅加剧了温室效应,而且造成了资源的浪费,因而迫切需要对煤矿乏风瓦斯利用技术进行研究。介绍了国内外煤矿乏风瓦斯的利用技术现状———辅助燃料利用技术和主要燃料利用技术,并对国内乏风瓦斯... 我国绝大部分煤矿乏风直接排放到大气中,不仅加剧了温室效应,而且造成了资源的浪费,因而迫切需要对煤矿乏风瓦斯利用技术进行研究。介绍了国内外煤矿乏风瓦斯的利用技术现状———辅助燃料利用技术和主要燃料利用技术,并对国内乏风瓦斯利用技术的应用前景进行了分析。 展开更多

关键词 乏风瓦斯 瓦斯利用技术 辅助燃料利用 应用前景

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煤矿乏风瓦斯热逆流氧化的一维数值模拟 被引量：10

5

作者 王鹏飞 冯涛 郝小礼 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2012年第3期434-439,共6页

为了研究煤矿乏风低含量瓦斯热逆流氧化,建立了煤矿乏风瓦斯热逆流氧化的一维数学模型,应用FLUENT软件研究了氧化床内热结构特性以及工况参数对氧化床热结构、甲烷氧化率及出口温度的影响。计算结果表明:1)氧化床内温度场基本成梯形分布... 为了研究煤矿乏风低含量瓦斯热逆流氧化,建立了煤矿乏风瓦斯热逆流氧化的一维数学模型,应用FLUENT软件研究了氧化床内热结构特性以及工况参数对氧化床热结构、甲烷氧化率及出口温度的影响。计算结果表明:1)氧化床内温度场基本成梯形分布,高温区沿氧化床高度方向周期性往复移动。2)随着乏风中甲烷体积分数的提高,氧化床高温区域拓宽,最高温度和出口温度也有相应的提高,甲烷的氧化率略有升高。3)随着氧化床处理乏风量的增加,氧化床内温度峰值、反应率及出口温度都有明显升高,反应区向两端移动,高温区域加宽,但甲烷氧化率随之下降。4)随着换向半周期的延长,氧化床反应区和高温区向氧化床中部移动,高温区域变窄,出口温度升高,甲烷氧化率略有下降。5)随璧面热损失的不断增加,氧化床峰值温度、高温区温度及甲烷的氧化率均降低,反应速率也下降剧烈,高温区域宽度也明显变窄。 展开更多

关键词 乏风瓦斯 热逆流氧化 数值模拟

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真空变压吸附提浓煤矿乏风瓦斯的抽真空排放过程 被引量：9

6

作者 张传钊 刘应书 +2 位作者 李永玲 杨雄 孟宇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期251-256,共6页

研究了活性炭的平衡吸附性能,计算出该种活性炭对甲烷和氮气的混合气体的分离因子为5.20,并采用以该种活性炭为吸附剂的三塔真空变压吸附装置,研究了循环流程中的抽排步骤对吸附分离效果的影响,并分析了影响抽排过程的因素。结果表明:... 研究了活性炭的平衡吸附性能,计算出该种活性炭对甲烷和氮气的混合气体的分离因子为5.20,并采用以该种活性炭为吸附剂的三塔真空变压吸附装置,研究了循环流程中的抽排步骤对吸附分离效果的影响,并分析了影响抽排过程的因素。结果表明:引入抽排步骤可以在不改变吸附与解吸压力的情况下有效提高产品气中甲烷浓度。而甲烷浓度会随抽排比的增加而增加,但存在一个极限值,达到极限值之后趋于稳定。与此同时,回收率随抽排比的增加而不断下降。并且均压过程与吸附压力会影响抽排过程。与抽排气排空流程相比,采用抽排气回流流程可以有效地提高产品气甲烷回收率,但并不一定提高产品气甲烷浓度,存在一个临界抽排比,小于此值时,采用抽排气回流流程反而会降低产品气甲烷浓度。在吸附与解吸压力分别为140 kPa与14 kPa时,采用该流程可将0.2%的原料气提升至0.680%。 展开更多

关键词 真空变压吸附(VPSA) 煤矿乏风瓦斯(vam) 活性炭 提浓

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我国煤矿风排瓦斯利用的探讨 被引量：8

7

作者 谢凯萍 袁梅 +2 位作者 马科伟 李波波 陈文宝 《煤矿现代化》 2010年第2期1-2,共2页

随着我国煤炭产量和开采深度的增加,煤矿的瓦斯排放量和风排瓦斯量正逐年增加。由于风排瓦斯浓度低,利用技术难度大,长期以来我国绝大多数风排瓦斯均未利用,而直接排空,这不仅严重地污染了大气环境,造成温室效应,同时也白白浪费了数量... 随着我国煤炭产量和开采深度的增加,煤矿的瓦斯排放量和风排瓦斯量正逐年增加。由于风排瓦斯浓度低,利用技术难度大,长期以来我国绝大多数风排瓦斯均未利用,而直接排空,这不仅严重地污染了大气环境,造成温室效应,同时也白白浪费了数量巨大的清洁能源。本文从治理和利用风排瓦斯的意义入手,介绍了风排瓦斯利用的重要性,阐述了我国风排瓦斯的利用现状和存在的主要问题,并对今后我国风排瓦斯的利用前景进行了展望。 展开更多

关键词 煤矿 风排瓦斯 利用 探讨

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通风瓦斯蓄热式热氧化过程数值模拟 被引量：8

8

作者 邓浩鑫 吕元 +1 位作者 萧琦 肖云汉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1332-1336,共5页

为模拟通风瓦斯蓄热氧化过程的工作特性,并在此基础上优化关键性参数,建立了包含周期性边界条件和甲烷单步氧化反应机理的单通道均相反应模型,模拟实验室尺度下的以蜂窝蓄热体作为换热介质的蓄热式热氧化过程。用计算流体力学方法计算... 为模拟通风瓦斯蓄热氧化过程的工作特性,并在此基础上优化关键性参数,建立了包含周期性边界条件和甲烷单步氧化反应机理的单通道均相反应模型,模拟实验室尺度下的以蜂窝蓄热体作为换热介质的蓄热式热氧化过程。用计算流体力学方法计算获得通风瓦斯蓄热式热氧化过程中气体流量、甲烷浓度对装置工作特性的影响。计算结果表明,单侧0.3 m长度的蓄热体,30 s的切换周期,可以满足一定范围内的通风瓦斯氧化需求。模拟给出了稳定和非稳定状态下沿流向的温度分布,可以发现温度分布从启动状态的抛物型温度场,经过上百个切换周期过渡到稳定的梯形温度场,实现自维持运行。 展开更多

关键词 蓄热式热氧化 通风瓦斯 计算流体力学

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煤矿乏风瓦斯热逆流氧化床的阻力特性研究 被引量：7

9

作者 王鹏飞 冯涛 +1 位作者 李石林 马平原 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期73-77,112-113,共5页

热逆流氧化是实现煤矿乏风低浓度瓦斯减排和有效利用的主要技术之一。为了掌握热逆流氧化床的阻力特性,更好地为其设计提供理论参考依据,借助Fluent计算流体力学软件,对热逆流氧化床阻力特性开展了相关的数值研究,得出以下主要结论:①... 热逆流氧化是实现煤矿乏风低浓度瓦斯减排和有效利用的主要技术之一。为了掌握热逆流氧化床的阻力特性,更好地为其设计提供理论参考依据,借助Fluent计算流体力学软件,对热逆流氧化床阻力特性开展了相关的数值研究,得出以下主要结论:①伴随气体温度和流速在氧化床内变化,氧化床的压强梯度也发生剧烈变化。在预热段,压强梯度的绝对值沿气体流动方向增加;而在反应段内,压强梯度基本保持不变;反应产生的气体进入蓄热段后,温度不断下降,压强梯度的绝对值也随之下降。②氧化床阻力在前半周期内随时间增加而不断降低;进入后半周期,氧化床阻力开始回升,到后半周期结束时恢复到该周期开始时的阻力值;随着气流方向的周期改变,氧化床阻力以V型波的形式呈现周期性变化。③氧化床的压强损失随着乏风量的增加几乎呈线性增加、随着乏风瓦斯中甲烷浓度的升高而增加、随着蜂窝陶瓷孔隙率的增大而降低,而换向半周期对氧化床的压强损失几乎没影响。 展开更多

关键词 煤矿 乏风瓦斯 热逆流 氧化床 数值模拟 阻力 压强梯度 影响因素

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低浓度甲烷氧化催化剂的研究进展 被引量：4

10

作者 郭天宇 吴金婷 +1 位作者 杜建平 李晋平 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期83-87,共5页

虽然煤矿乏风(VAM)中甲烷含量很低,但其每年向大气排放的甲烷数量巨大,引起严重的温室效应问题。催化燃烧是处理和有效利用VAM的途径,而其关键是高效催化剂的研发。目前乏风催化燃烧催化剂仍存在催化活性和稳定性低的问题。本文对甲烷... 虽然煤矿乏风(VAM)中甲烷含量很低,但其每年向大气排放的甲烷数量巨大,引起严重的温室效应问题。催化燃烧是处理和有效利用VAM的途径,而其关键是高效催化剂的研发。目前乏风催化燃烧催化剂仍存在催化活性和稳定性低的问题。本文对甲烷燃烧催化剂的种类及助剂的影响进行了综述,预测了新型功能材料在乏风利用中的潜在应用前景。 展开更多

关键词 煤矿乏风 低浓度甲烷 催化氧化 催化剂

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通风故障条件下水平蜂窝陶瓷床传热规律 被引量：2

11

作者 高振强 刘瑞祥 +2 位作者 和蒙蒙 刘永启 骆祥磊 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2013年第3期294-298,共5页

针对通风瓦斯热逆流氧化装置内的传热过程,全面考虑对流传热、辐射传热与导热的综合作用,建立蜂窝陶瓷床气相、固相能量方程。对通风故障时氧化床的传热规律进行了实验与数值模拟研究,验证了模型的正确性。研究了通风故障条件下各传热... 针对通风瓦斯热逆流氧化装置内的传热过程,全面考虑对流传热、辐射传热与导热的综合作用,建立蜂窝陶瓷床气相、固相能量方程。对通风故障时氧化床的传热规律进行了实验与数值模拟研究,验证了模型的正确性。研究了通风故障条件下各传热方式对氧化床热量传播的影响。结果表明,通风机故障时,在烟囱的自生通风能力作用下陶瓷床内的空气沿一定方向缓慢的流动,高温区向陶瓷床下游移动,严重威胁下游的管路安全;通过保温层的径向散热可抑制出口段陶瓷床的温度升高;在本研究的条件下,通过保温层的散热是陶瓷床热量损失的最主要方式,空气缓慢流动下的对流传热次之,导热和辐射传热的影响最小。 展开更多

关键词 蜂窝陶瓷 传热 通风故障 通风瓦斯

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真空变压吸附提浓煤矿乏风瓦斯的排放气充压过程 被引量：2

12

作者 刘应书 张传钊 +2 位作者 李永玲 杨雄 孟宇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1972-1976,共5页

针对传统的变压吸附循环不能很好地适应乏风瓦斯提浓的问题,建立了以活性炭为吸附剂的三塔真空变压吸附实验装置,提出了一种适合煤矿乏风瓦斯提浓的三塔排放气充压流程,以此提高煤矿乏风瓦斯的提浓效果,并对该流程进行了实验研究。结果... 针对传统的变压吸附循环不能很好地适应乏风瓦斯提浓的问题,建立了以活性炭为吸附剂的三塔真空变压吸附实验装置,提出了一种适合煤矿乏风瓦斯提浓的三塔排放气充压流程,以此提高煤矿乏风瓦斯的提浓效果,并对该流程进行了实验研究。结果表明:在变压吸附回收重组分甲烷的过程中,采用排放气从吸附塔上端充压可以有效降低排放气中甲烷的体积分数。在排放气甲烷体积分数相同的情况下,采用排放气充压可以延长穿透时间,提高产品气中甲烷的体积分数。随着排放气充压比的增大,产品气中甲烷的体积分数先上升,后趋于平稳;排放气中甲烷的体积分数则先下降,后趋于平稳。 展开更多

关键词 真空变压吸附 乏风瓦斯 充压 活性炭

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矿井乏风通入燃煤锅炉混烧的最佳配伍参数研究

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作者 刘祥 陈曦 邓存宝 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期118-124,共7页

为优化矿井乏风通入燃煤锅炉的配伍参数,采用Design-Expert软件的响应面分析法,以燃煤锅炉的主燃区顶端水平面平均温度和燃尽区顶端水平面的NO平均浓度为评价指标,按照3因素3水平正交组合设计试验方法,研究乏风中甲烷体积分数、燃尽风... 为优化矿井乏风通入燃煤锅炉的配伍参数,采用Design-Expert软件的响应面分析法,以燃煤锅炉的主燃区顶端水平面平均温度和燃尽区顶端水平面的NO平均浓度为评价指标,按照3因素3水平正交组合设计试验方法,研究乏风中甲烷体积分数、燃尽风风率以及锅炉负荷的不同配伍比例对燃煤锅炉的变化影响,并建立3个因素的评价指标数学模型,分析各因素的主次关系和因素间交互作用大小,使得锅炉中煤粉放热量和氮氧化物的生成量均达到理想水平。研究结果表明:单因素中燃尽风风率对温度的影响最大,锅炉负荷对NO生成影响最大,交互作用下燃尽风风率与锅炉负荷对温度的影响和对NO浓度的影响均最显著。最优配伍参数为:乏风中甲烷浓度0.25%、燃尽风风率33.51%、锅炉负荷564.11 MW,在此参数下的温度响应值为1691.41、NO浓度响应值为0.00031589。在最优参数下得到的预测值与试验值的误差在允许范围内,即吻合度较好,可为四角切圆锅炉掺烧矿井乏风提供参考。 展开更多

关键词 燃煤锅炉 矿井乏风 响应面分析 配伍参数

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煤矿通风瓦斯处理技术的比较和应用前景 被引量：24

14

作者 周娴 姜凡 +2 位作者 吕元 徐祥 肖云汉 《洁净煤技术》 CAS 2009年第4期91-94,共4页

中国每年通过煤矿乏风排放大量的甲烷到大气中。不仅造成了资源的浪费，而且加剧了温室效应。笔者总结并比较了几种煤矿通风瓦斯处理和利用技术，并对其应用前景进行了展望。

关键词 通风瓦斯 TFRR CFRR

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乏风瓦斯蓄热氧化监控系统设计 被引量：1

15

作者 李杰 康建东 霍春秀 《自动化仪表》 CAS 2015年第1期56-58,共3页

乏风瓦斯(VAM)蓄热氧化监控系统是用于监控较低浓度瓦斯的RTO系统。针对目前乏风瓦斯蓄热氧化系统集成性差、彼此之间缺乏统筹联系、设计成本高、维护效率低的问题,提出了一种新的乏风瓦斯监控系统设计方法。该监控系统集乏风收集及掺... 乏风瓦斯(VAM)蓄热氧化监控系统是用于监控较低浓度瓦斯的RTO系统。针对目前乏风瓦斯蓄热氧化系统集成性差、彼此之间缺乏统筹联系、设计成本高、维护效率低的问题,提出了一种新的乏风瓦斯监控系统设计方法。该监控系统集乏风收集及掺混系统、蓄热氧化系统、余热利用系统于一体,实现对乏风瓦斯蓄热氧化过程的远程监控。在多个煤矿上对该监控系统进行了工业性试验,试验表明,该监控系统具有良好的稳定性与可靠性。 展开更多

关键词 乏风瓦斯 煤矿 蓄热氧化 设计 监控

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煤矿乏风氧化床内置翅片换热器几何特性对换热器取热影响

16

作者 高增丽 刘永启 高振强 《煤炭技术》 CAS 2019年第1期126-128,共3页

采用Fluent软件,对煤矿乏风氧化床内置换热器翅片几何特性对换热器取热的影响进行了研究,研究结果表明:煤矿乏风氧化床内置翅片换热器的取热率总大于对应光管换热器的取热率,同时随着翅片面积的增大,换热器取热率增大,但增大到一定值后... 采用Fluent软件,对煤矿乏风氧化床内置换热器翅片几何特性对换热器取热的影响进行了研究,研究结果表明:煤矿乏风氧化床内置翅片换热器的取热率总大于对应光管换热器的取热率,同时随着翅片面积的增大,换热器取热率增大,但增大到一定值后不再增大;同时翅片间距由小逐渐增大时,氧化床内置翅片换热器的取热率先增大后减小,存在取热率的极大值。 展开更多

关键词 煤矿乏风氧化床 内置换热器 翅片换热器 取热

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