我国每年通过煤矿排入大气的甲烷约为200亿Nm3,其中超低浓度乏风瓦斯占瓦斯总量的80%以上,但超低浓度乏风瓦斯具有风量大、甲烷浓度低、风量和甲烷浓度波动范围大等特点,由于难以利用而被直接排空,这就造成了严重的环境污染和能源浪费。因此研究煤矿乏风瓦斯的利用技术具有重要的意义。本文针对山东理工大学自行搭建的煤矿乏风瓦斯预热催化氧化试验装置,首先对其进行改造设计,以实现试验装置的稳定自维持运行,利用试验台进行了一系列起动及运行性能试验研究,得到结果如下:(1)起动性能试验研究,研究结果表明:随着乏风流量的增加,升温速率逐渐降低,同时氧化床内同一截面上的温度均匀性有所改善;随着加热功率的增加,升温速率逐渐提高,但同时氧化床内同一截面上的温度均匀性更差;试验装置的最佳起动流量比例系数为0.30-0.40,各流量比例系数情况下的最低起动功率为0.03kW/m3,最佳起动功率为最低起动功率的1.3-1.6倍。(2)氧化性能试验研究,研究结果表明:随空速的增大,氧化床温度和甲烷转化率均是先有缓慢增长后出现明显下降,预热器能量回收效率出现下降,排烟温度有所提高;随着甲烷浓度的增大,氧化床温度和甲烷转化率均有所提高,预热器能量回收率也随之增大,排烟温度出现增长。(3)阻力特性试验研究,研究结果表明:随乏风流量的增大,各部分阻力损失均有所增长,乏风段和烟气段的增长随风量近似呈二次曲线,氧化床段的增长随风量近似呈线性;随着氧化床温度的增加,各部分阻力损失均增大,乏风段与烟气段损失与温度近似呈指数增长关系,氧化床内阻力损失与温度近似呈线性增长关系;根据试验数据对试验装置各部分的阻力损失分别进行了拟合,得到经验公式。