[發(fā)明專利]抽采瓦斯雙級可調(diào)葉片旋流式稀釋混合器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110243011.9
• 申請日: 2011-08-23
• 公開（公告）號: CN102337918A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛明明;高振強(qiáng);劉永啟;劉瑞祥;尤彥彥
• 申請（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦乏風(fēng)瓦斯氧化裝置的供氣設(shè)備，尤其涉及一種煤礦乏風(fēng)瓦斯氧化裝置的抽采瓦斯與乏風(fēng)瓦斯或空氣的可調(diào)葉片旋流式稀釋混合器，屬于超低濃度甲烷熱逆流氧化和低密度能量回收技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

全球范圍內(nèi)采煤每年釋放的甲烷量約49Mt，約占全球范圍內(nèi)甲烷排放總量的9％左右。甲烷在大氣中的濃度是各溫室氣體中增長最快的一個(gè)，因其強(qiáng)烈的溫室效應(yīng)，甲烷的排放必須受到有效的控制。我國每年抽采瓦斯約為50多億立方米。其中利用的抽采瓦斯僅占1/4～1/3，其余都處于排空狀態(tài)。特別是濃度低于8％的低濃度抽采瓦斯無法進(jìn)行民用或發(fā)電利用，只有排空。這些被排入到大氣中的甲烷不僅造成嚴(yán)重的大氣污染，而且極大地浪費(fèi)了能源。

煤礦乏風(fēng)熱逆流氧化裝置是對超低濃度甲烷進(jìn)行利用的先進(jìn)技術(shù)，可以將抽采瓦斯與空氣或者煤礦乏風(fēng)瓦斯混合稀釋后送入氧化裝置內(nèi)進(jìn)行氧化利用。為了保證煤礦乏風(fēng)瓦斯氧化裝置安全運(yùn)行，要求進(jìn)入氧化裝置氧化床的瓦斯氣體濃度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于瓦斯的爆炸極限，一般來說要小于1.5％，不能出現(xiàn)局部過濃現(xiàn)象。雙級可調(diào)葉片旋流式混合器是該氧化裝置中保證抽采瓦斯與空氣或者煤礦乏風(fēng)瓦斯混合均勻性的關(guān)鍵部件，可以配制出甲烷濃度為0.3％～1.2％的混合氣，其性能好壞在很大程度上影響甲烷的轉(zhuǎn)化率、裝置的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和安全性。

在專利“氧化裝置瓦斯氣摻混進(jìn)氣系統(tǒng)”(CN200920025062.2)中，瓦斯混合器的主管和副管設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，而且高濃度的瓦斯氣體360°范圍內(nèi)從很細(xì)的副管進(jìn)入瓦斯進(jìn)氣主管，增加了高濃度瓦斯與壁面摩擦發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。在專利“煤礦抽采瓦斯與乏風(fēng)瓦斯的混合器”(CN?201010274136.3)中，混合器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且其均布小孔的瓦斯引射管的圓錐尾管會帶來很大的流動阻力，增加輸運(yùn)瓦斯的能耗。除此之外，目前還未見有結(jié)構(gòu)和性能都比較完善的瓦斯稀釋混合器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能克服上述缺陷，彌補(bǔ)現(xiàn)有煤礦乏風(fēng)瓦斯氧化裝置供氣技術(shù)的不足，提供一種將抽采瓦斯、乏風(fēng)瓦斯或空氣均勻混合，并且降低到安全的濃度的抽采瓦斯雙級可調(diào)葉片旋流式稀釋混合器。其技術(shù)方案為：

一種抽采瓦斯雙級可調(diào)葉片旋流式稀釋混合器，包括管狀的殼體和瓦斯引射管，瓦斯引射管包括入口管和安裝于入口管出口端的擴(kuò)張管，其中入口管為90°彎管、入口端設(shè)置在殼體外，入口管靠近入口端的直管段垂直穿入殼體內(nèi)、靠近出口端的直管段水平設(shè)置在殼體內(nèi)，與擴(kuò)張管相連并且朝向殼體的出口端，其特征在于：增設(shè)導(dǎo)流錐、內(nèi)偏轉(zhuǎn)葉片以及對應(yīng)于內(nèi)偏轉(zhuǎn)葉片的第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、外偏轉(zhuǎn)葉片以及對應(yīng)于外偏轉(zhuǎn)葉片的第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和支架，其中導(dǎo)流錐為錐形結(jié)構(gòu)、位于擴(kuò)張管內(nèi)，其尖頭背向擴(kuò)張管的出口端，殼體、入口管靠近出口端的直管段、擴(kuò)張管和導(dǎo)流錐同軸線；內(nèi)偏轉(zhuǎn)葉片安裝于擴(kuò)張管內(nèi)壁與導(dǎo)流錐外壁圍成的空腔里，外偏轉(zhuǎn)葉片安裝在擴(kuò)張管外壁與殼體內(nèi)壁圍成的空腔里；第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸、外錐齒輪組、外傳動軸、外齒輪、外齒圈、外調(diào)節(jié)手柄和外棘輪機(jī)構(gòu)，其中內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸為多個(gè)，沿殼體的徑向布置，一端位于殼體外，另一端間隙穿過殼體和擴(kuò)張管、抵觸在導(dǎo)流錐的外壁上，內(nèi)偏轉(zhuǎn)葉片靠近殼體出口的尾緣固定在內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸上，每個(gè)內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸位于殼體外的一端固定有外錐齒輪組中的從動齒輪，外傳動軸經(jīng)軸承水平安裝在支架上，一端與外錐齒輪組中的主動齒輪固定，外傳動軸上固定有與外齒圈嚙合的外齒輪，外齒圈上設(shè)有外調(diào)節(jié)手柄，外棘輪機(jī)構(gòu)的棘輪固定在外傳動軸上，棘爪固定在支架上；第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括外旋轉(zhuǎn)軸、內(nèi)錐齒輪組、內(nèi)傳動軸、內(nèi)齒輪、內(nèi)齒圈、內(nèi)調(diào)節(jié)手柄和內(nèi)棘輪機(jī)構(gòu)，其中外旋轉(zhuǎn)軸為多個(gè)、間隙套裝在內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸上，一端位于殼體外且比內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸短，另一端間隙穿過殼體、抵觸在擴(kuò)張管的外壁上，外偏轉(zhuǎn)葉片靠近殼體出口的尾緣固定在外旋轉(zhuǎn)軸上，每個(gè)內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸位于殼體外的一端固定有內(nèi)錐齒輪組中的從動齒輪，內(nèi)傳動軸經(jīng)軸承水平安裝在支架上，一端與內(nèi)錐齒輪組中的主動齒輪固定，內(nèi)傳動軸上固定有與內(nèi)齒圈嚙合的內(nèi)齒輪，內(nèi)齒圈上設(shè)有內(nèi)調(diào)節(jié)手柄，內(nèi)棘輪機(jī)構(gòu)的棘輪固定在內(nèi)傳動軸上，棘爪固定在支架上。

所述的抽采瓦斯雙級可調(diào)葉片旋流式稀釋混合器，殼體和入口管的管徑不變，擴(kuò)張管采用內(nèi)徑漸大的變徑管，擴(kuò)張管的擴(kuò)張角度在30°到90°之間，擴(kuò)張管的出口截面積在殼體截面積的50％-80％之間。

所述的抽采瓦斯雙級可調(diào)葉片旋流式稀釋混合器，其特征在于：入口管的彎頭至擴(kuò)張管出口端之間的軸向距離不小于入口管管徑的6倍。

所述的抽采瓦斯雙級可調(diào)葉片旋流式稀釋混合器，其特征在于：擴(kuò)張管的出口端與殼體出口端的軸向距離應(yīng)不低于殼體管徑的2倍。