Estudio experimental sobre la oxidación térmica regenerativa de metano a ultra baja concentración

Como un importante país productor de carbón, China enfrenta el problema de las emisiones significativas de gas durante el proceso de extracción de carbón. Este estudio tiene como objetivo mejorar la eficiencia de utilización del gas de mina, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y promover la transformación baja en carbono y ecológica de la industria del carbón. Se construyó un sistema experimental de oxidación térmica regenerativa de gas (RTO) de 10 kW. Se estudiaron los efectos de la concentración inicial de metano, la proporción de gases de combustión a baja temperatura y la carga operativa en la temperatura de combustión, la tasa de oxidación de metano, la energía de los gases de combustión a alta temperatura y la eficiencia térmica del sistema. Los resultados muestran que cuando la temperatura de combustión está por debajo de 600 °C, la reacción de combustión del CH4 no puede proceder de manera efectiva, y la temperatura del sistema disminuye continuamente y no se puede mantener de forma estable. El experimento determina el rango de concentración de metano operativo estable del RTO. En este sistema experimental, el límite inferior de la concentración inicial de metano es del 0.28%, lo que corresponde a una tasa de oxidación de metano del 86%. A medida que disminuye la concentración inicial de metano, también disminuye la temperatura de combustión, y la tasa de oxidación de metano sigue el mismo patrón. Cuanto mayor es la proporción de gases de combustión a baja temperatura, mayor es la temperatura de combustión, y la eficiencia térmica y el calor de salida del sistema disminuyen con el aumento de la proporción de gases de combustión a baja temperatura. Este experimento explora múltiples factores que afectan la oxidación térmica regenerativa, proporcionando una base para garantizar la operación segura y estable del sistema y su optimización. Mejorar el aislamiento térmico y el rendimiento del intercambio de calor del cuerpo de almacenamiento puede expandir el límite inferior de la concentración inicial de metano, aumentando así la estabilidad y la eficiencia térmica del sistema.