本文選題：煤礦乏風(fēng)瓦斯 + 預(yù)熱催化氧化��； 參考：《山東理工大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：煤礦乏風(fēng)具有風(fēng)量大、甲烷濃度低、風(fēng)量和甲烷濃度波動(dòng)范圍大等特點(diǎn),由于難以利用而被直接排空,這就造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和能源浪費(fèi)。因此研究煤礦乏風(fēng)瓦斯的利用技術(shù)具有重要的意義。 本文針對此現(xiàn)狀,搭建了煤礦乏風(fēng)瓦斯預(yù)熱催化氧化實(shí)驗(yàn)裝置,包括供氣系統(tǒng)、預(yù)熱系統(tǒng)、加熱起動(dòng)系統(tǒng)、反應(yīng)室、排氣系統(tǒng)和測量與控制系統(tǒng)。對實(shí)驗(yàn)裝置的工作原理、各組成系統(tǒng)和主要參數(shù)的測量原理進(jìn)行了介紹。 對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了起動(dòng)性能研究。研究了加熱功率、風(fēng)量和甲烷濃度對起動(dòng)性能的影響規(guī)律,并確定了最佳的起動(dòng)方案。結(jié)果表明：風(fēng)量一定時(shí),加熱功率越大,起動(dòng)時(shí)間越短；加熱功率一定時(shí),風(fēng)量越小,起動(dòng)時(shí)間越短,電能消耗量越少；當(dāng)風(fēng)量和加熱功率一定時(shí),通入甲烷有助于減少起動(dòng)時(shí)間；實(shí)驗(yàn)裝置的最佳起動(dòng)方案是：加熱功率20kW、風(fēng)量350Nm3/h。 實(shí)驗(yàn)研究了超低濃度甲烷在預(yù)熱催化氧化實(shí)驗(yàn)裝置中的催化燃燒性能。研究了進(jìn)氣甲烷濃度、風(fēng)量和床層入口溫度對甲烷轉(zhuǎn)化率的影響,研究了風(fēng)量和進(jìn)氣甲烷濃度對甲烷完全轉(zhuǎn)化溫度的影響。結(jié)果表明：當(dāng)風(fēng)量和床層入口溫度一定時(shí),隨著進(jìn)氣甲烷濃度的增加,甲烷轉(zhuǎn)化率增大；當(dāng)進(jìn)氣甲烷濃度和床層入口溫度一定時(shí),隨著風(fēng)量的增大,甲烷轉(zhuǎn)化率減�。划�(dāng)進(jìn)氣甲烷濃度和風(fēng)量一定時(shí),隨著床層入口溫度的升高,甲烷轉(zhuǎn)化率增加；當(dāng)進(jìn)氣甲烷濃度一定時(shí),隨著風(fēng)量的增大,完全轉(zhuǎn)化溫度明顯增大；當(dāng)風(fēng)量一定時(shí),隨著進(jìn)氣甲烷濃度的增大,完全轉(zhuǎn)化溫度明顯降低。 對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了能量平衡的理論計(jì)算,驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)裝置自維持運(yùn)行的可行性。研究了出口溫度和散熱損失對最低自維持運(yùn)行進(jìn)氣甲烷濃度的影響,結(jié)果表明,通過降低出口溫度和散熱損失,可以提高甲烷轉(zhuǎn)化率,從而降低最低自維持運(yùn)行進(jìn)氣甲烷濃度。
[Abstract]:The coal mine ventilation has the characteristics of large air flow , low methane concentration , large fluctuation range of air volume and methane concentration and the like , which is difficult to be used to be directly emptied , thereby causing serious environmental pollution and energy waste .

In this paper , the experimental device for preheating catalytic oxidation of spent air in coal mine is set up , which includes gas supply system , preheating system , heating start system , reaction chamber , exhaust system and measurement and control system . The working principle of experimental device , the system of each component and the measuring principle of main parameters are introduced .

The effect of heating power , air volume and methane concentration on the starting performance is studied . The optimum starting scheme is determined . The results show that the higher the air volume , the shorter the heating power and the shorter the starting time .
When the heating power is constant , the smaller the air volume , the shorter the starting time and the less electric energy consumption ;
when the air volume and the heating power are constant , introducing methane helps to reduce the starting time ;
The optimal starting scheme of the experimental device is : the heating power is 20kW , the air volume is 350Nm3 / h .

The catalytic combustion performance of ultra - low concentration methane in pre - heating catalytic oxidation experiment was studied . The effects of methane concentration , air volume and inlet temperature on methane conversion were studied . The effects of air volume and inlet methane concentration on the conversion of methane were studied .
When the concentration of the inlet methane and the inlet temperature of the bed are constant , the conversion rate of methane decreases with the increase of the air volume ;
When the concentration of methane and the air volume are constant , the conversion rate of methane increases as the inlet temperature increases .
When the concentration of the intake methane is constant , the total conversion temperature increases with the increase of the air volume ;
When the air volume is constant , the total conversion temperature decreases with the increase of the concentration of the intake methane .

The effect of outlet temperature and heat loss on the minimum self - sustaining operation intake methane concentration is studied . The results show that the methane conversion rate can be improved by reducing the outlet temperature and heat dissipation loss , so that the minimum self - sustaining operation intake methane concentration can be reduced .
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TD712

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本文編號：1910996