本文選題：煤礦乏風瓦斯 + 預熱催化氧化�。� 參考：《山東理工大學》2013年碩士論文

【摘要】：煤礦乏風具有風量大、甲烷濃度低、風量和甲烷濃度波動范圍大等特點,由于難以利用而被直接排空,這就造成了嚴重的環(huán)境污染和能源浪費。因此研究煤礦乏風瓦斯的利用技術(shù)具有重要的意義。 本文針對此現(xiàn)狀,搭建了煤礦乏風瓦斯預熱催化氧化實驗裝置,包括供氣系統(tǒng)、預熱系統(tǒng)、加熱起動系統(tǒng)、反應室、排氣系統(tǒng)和測量與控制系統(tǒng)。對實驗裝置的工作原理、各組成系統(tǒng)和主要參數(shù)的測量原理進行了介紹。 對實驗裝置進行了起動性能研究。研究了加熱功率、風量和甲烷濃度對起動性能的影響規(guī)律,并確定了最佳的起動方案。結(jié)果表明：風量一定時,加熱功率越大,起動時間越短；加熱功率一定時,風量越小,起動時間越短,電能消耗量越少；當風量和加熱功率一定時,通入甲烷有助于減少起動時間；實驗裝置的最佳起動方案是：加熱功率20kW、風量350Nm3/h。 實驗研究了超低濃度甲烷在預熱催化氧化實驗裝置中的催化燃燒性能。研究了進氣甲烷濃度、風量和床層入口溫度對甲烷轉(zhuǎn)化率的影響,研究了風量和進氣甲烷濃度對甲烷完全轉(zhuǎn)化溫度的影響。結(jié)果表明：當風量和床層入口溫度一定時,隨著進氣甲烷濃度的增加,甲烷轉(zhuǎn)化率增大；當進氣甲烷濃度和床層入口溫度一定時,隨著風量的增大,甲烷轉(zhuǎn)化率減�。划斶M氣甲烷濃度和風量一定時,隨著床層入口溫度的升高,甲烷轉(zhuǎn)化率增加；當進氣甲烷濃度一定時,隨著風量的增大,完全轉(zhuǎn)化溫度明顯增大；當風量一定時,隨著進氣甲烷濃度的增大,完全轉(zhuǎn)化溫度明顯降低。 對實驗裝置進行了能量平衡的理論計算,驗證了實驗裝置自維持運行的可行性。研究了出口溫度和散熱損失對最低自維持運行進氣甲烷濃度的影響,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行進氣甲烷濃度。
[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 .
【學位授予單位】：山東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TD712

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本文編號：1910996