[實(shí)用新型]煤礦乏風(fēng)瓦斯連續(xù)逆流催化氧化裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120165703.1
• 申請日: 2011-05-23
• 公開（公告）號: CN202100275U
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮濤;王鵬飛;陳麗娟;郝小禮;李石林;賈真真;姚琦
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所 43108
• 代理人: 顏昌偉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種煤礦乏風(fēng)瓦斯催化氧化裝置，更具體的說是一種煤礦乏風(fēng)瓦斯連續(xù)逆流催化氧化裝置。?

背景技術(shù)

瓦斯是僅次于二氧化碳的主要溫室氣體，單位質(zhì)量的瓦斯所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)相當(dāng)于同質(zhì)量二氧化碳的21倍。煤礦乏風(fēng)是主要的瓦斯工業(yè)排放源之一，減排煤礦乏風(fēng)瓦斯，可以減少溫室氣體排放。同時(shí)，煤礦瓦斯的主要成分為甲烷，是優(yōu)質(zhì)潔凈的氣體能源。煤礦乏風(fēng)中的甲烷濃度非常低(一般小于1％)，濃度波動范圍大，這些特點(diǎn)決定了煤礦乏風(fēng)瓦斯很難利用傳統(tǒng)燃燒器在沒有輔助燃料的情況下直接進(jìn)行燃燒。目前，幾乎所有的煤礦都沒有嘗試回收和處理礦井乏風(fēng)中的甲烷，而直接將其排放到大氣之中，這不僅造成資源的巨大浪費(fèi)，而且對大氣環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。?

現(xiàn)有技術(shù)中，有關(guān)煤礦乏風(fēng)的利用裝置有加拿大CANMET能源技術(shù)研制的CFRR催化燃燒器以及美國Sequa公司在MEGTEC系統(tǒng)中公布的可用于處理煤礦乏風(fēng)的熱力TFRR燃燒器。CFRR催化燃燒器的工作原理是采用可再生熱交換器實(shí)現(xiàn)氣固之間的能量傳輸和轉(zhuǎn)移，催化劑用于降低反應(yīng)的活化能，從而降低乏風(fēng)瓦斯氧化反應(yīng)溫度，使反應(yīng)更易進(jìn)行。裝置啟動時(shí)，由電加熱元件將床層預(yù)熱，使中央溫度達(dá)到點(diǎn)火溫度(1000℃)，礦井乏風(fēng)以一個(gè)方向流入和通過反應(yīng)器，氣體被蓄熱陶瓷加熱，溫度不斷提高，直至甲烷氧化。然后，氧化的熱氣體繼續(xù)向反應(yīng)器的另一邊移動，把熱量傳遞給催化劑層和熱交換介質(zhì)而逐?漸降溫。隨著氣體的不斷進(jìn)入，反應(yīng)器入口一側(cè)溫度逐漸降低，出口側(cè)溫度逐漸升高。在入口側(cè)沒有足夠的熱量將氣體加熱到氧化溫度以前，開始換向，氣體流動發(fā)生反轉(zhuǎn)。該反應(yīng)器的關(guān)鍵是將送入反應(yīng)器中的氣體不斷變換流動方向，使氣體在蓄熱體中吸熱升溫，以保證氧化過程的自維持。TFRR燃燒器工作原理和構(gòu)造大體相同，主要區(qū)別是催化逆流反應(yīng)器使用了氧化催化劑，降低了瓦斯氧化所需要的溫度。現(xiàn)有的技術(shù)存在以下缺點(diǎn)：(1)乏風(fēng)在裝置中需進(jìn)行周期性換向，才能維持系統(tǒng)的自運(yùn)行。完成換向功能所需的管道、閥門及控制系統(tǒng)增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，而且維護(hù)困難。(2)換向瞬間，裝置內(nèi)壓強(qiáng)發(fā)生強(qiáng)烈變化，裝置需一段時(shí)間才能恢復(fù)穩(wěn)定，影響裝置穩(wěn)定運(yùn)行。(3)換向還會導(dǎo)致在換向時(shí)殘存在管道及反應(yīng)器中的乏風(fēng)未經(jīng)氧化而直接排出。?

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、無需改變氣流方向且運(yùn)行穩(wěn)定的煤礦乏風(fēng)瓦斯連續(xù)逆流催化氧化裝置。?

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：它由陶瓷蓄熱體、圓形通道、保溫材料、進(jìn)氣室、排氣室、進(jìn)氣管和排氣管組成，所述的陶瓷蓄熱體兩端均設(shè)有進(jìn)氣室和排氣室，所述的圓形通道沿陶瓷蓄熱體長度方向均勻布置在其內(nèi)，進(jìn)氣室位于與其相通的圓形通道兩端，底部兩端的進(jìn)氣管與進(jìn)氣室相連通，排氣室位于與其相通的圓形通道兩端，頂部兩端的排氣管與排氣室相連通，陶瓷蓄熱體最外層包裹有保溫材料。?

進(jìn)一步，所述的圓形通道內(nèi)表面涂有瓦斯氧化催化劑材料。?

由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是：?

1)本實(shí)用新型采用乏風(fēng)氣體從裝置兩端交錯(cuò)進(jìn)入圓形通道的措施，減少了氣流換向系統(tǒng)，裝置結(jié)構(gòu)更加簡單，且容易維護(hù)。?

2)裝置運(yùn)行時(shí)，不需改變氣流方向，裝置內(nèi)壓力穩(wěn)定，改善了原氧化裝置因換向時(shí)帶來的裝置內(nèi)部壓強(qiáng)劇變的問題，從而提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。?

3)減少了由于換向?qū)е碌奈唇?jīng)氧化而直接排出的乏風(fēng)量。?

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖2為圖1所示的A-A剖面圖，+、-代表風(fēng)流方向；?

圖3為圖1所示的C-C剖面圖，+代表風(fēng)流方向；?

圖4為圖1所示的B-B剖面圖，-代表風(fēng)流方向。?

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：?