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作品名称：睿清环能-（超）低浓度瓦斯智能集用系统
学校名称：山东科技大学
参赛队伍：天帆源慧
队伍编号：218646
参赛学生：黄雨轲石天祥吴方灿刘佳沂
指导老师：刘淑敏
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

在我国煤炭开采深度与规模持续扩大的背景下，低浓度（<8%）及风排瓦斯（<1%）因传统技术在0.15%~1.2%浓度区间处理能力不足，面临利用效率低、安全风险高的双重挑战。本项目研发“睿清环能-（超）低浓度瓦斯智能集用系统”，构建“预处理-浓度调节-催化氧化-余热回收-数字化运维”五位一体技术体系：通过定向钻进与水力压裂协同抽采强化瓦斯收集，集成旋风分离、膜分离等多级预处理工艺实现99.5%杂质去除；创新变压吸附-膜分离耦合提浓与模糊PID智能调控，将瓦斯浓度精准控制在0.7%~1.2%理想区间；采用蜂窝蓄热体负载纳米Pt-Pd复合催化剂，突破传统技术浓度下限，实现400℃低温环境下甲烷氧化率超97%；配套三级梯度余热回收系统（高温发电、中温预热、低温供热）使能源综合利用率提升至75%以上；搭建基于5G物联网与数字孪生的智能化管控平台，实现全流程无人值守与故障预警。项目成果将瓦斯利用率从不足30%提升至75%，年减排等效二氧化碳1.3万吨、节约标煤1.2万吨，为煤矿及工业含瓦斯废气处理提供“浓度智能匹配-低温催化-梯级能量利用”的技术范式。