[實(shí)用新型]多級(jí)回?zé)嵝偷蜐舛韧咚篃崮媪鞔呋趸b置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120175395.0
• 申請(qǐng)日: 2011-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202096885U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝小禮;馮濤;王鵬飛;陳麗娟;呂譯;李石林;朱卓慧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01D53/86
• 分類(lèi)號(hào): B01D53/86;B01D53/72;E21F7/00
• 代理公司: 湘潭市匯智專(zhuān)利事務(wù)所 43108
• 代理人: 顏昌偉

技術(shù)領(lǐng)域

?本實(shí)用新型屬于礦山節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多級(jí)回?zé)嵝偷蜐舛韧咚篃崮媪鞔呋趸b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(dòng)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(méi)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(méi)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(duì)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催化燃燒器及美國(guó)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。其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(dòng)時(shí)，由電加熱元件預(yù)熱反應(yīng)器的蓄熱體，使反應(yīng)器中央溫度達(dá)到點(diǎn)火溫度（1000℃），礦井乏風(fēng)以一個(gè)方向流入和通過(guò)反應(yīng)器，氣體被蓄熱體加熱，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(dòng)，把熱量傳遞給催化劑層和蓄熱介質(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(méi)有足夠的熱量將氣體加熱到氧化溫度以前，開(kāi)始換向，氣體流動(dòng)方向發(fā)生反轉(zhuǎn)，從另一端進(jìn)氣，重復(fù)上述的反應(yīng)過(guò)程。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(dòng)方向，使氣體在蓄熱體中吸熱升溫，以保證氧化過(guò)程的自維持。TFRR反應(yīng)器與CFRR反應(yīng)器在工作原理和構(gòu)造上大體相同，主要區(qū)別在于，CFRR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。

綜上所述，現(xiàn)有的技術(shù)存在以下缺點(diǎn)：（1）從反應(yīng)器出口排出的反應(yīng)尾氣仍具有較高溫度，直接排至大氣中而不進(jìn)行熱量回收，造成能量的浪費(fèi)。（2）含有低濃度瓦斯的進(jìn)氣以常溫進(jìn)入反應(yīng)器使得入口段溫度下降較快，為使反應(yīng)器能夠維持自運(yùn)行，需要?dú)饬鲹Q向周期短，電動(dòng)閥動(dòng)作頻繁，這不僅會(huì)影響其使用壽命，而且會(huì)影響反應(yīng)器內(nèi)氣流穩(wěn)定性。（3）含有低濃度瓦斯的進(jìn)氣以常溫進(jìn)入反應(yīng)器，加熱到氧化溫度所需時(shí)間較長(zhǎng)，影響瓦斯的氧化效率。（4）頻繁換向還會(huì)導(dǎo)致更多的瓦斯在換向時(shí)未經(jīng)氧化而直接排出。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種對(duì)低濃度瓦斯進(jìn)行氧化反應(yīng)并同時(shí)充分回收其反應(yīng)熱量的多級(jí)回?zé)嵝偷蜐舛韧咚篃崮媪鞔呋趸b置。

本實(shí)用新型是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的的：該多級(jí)回?zé)嵝偷蜐舛韧咚篃崮媪鞔呋趸b置，用于低濃度瓦斯煙氣的凈化及其反應(yīng)熱的利用；它包括一個(gè)瓦斯催化氧化反應(yīng)器，瓦斯催化氧化反應(yīng)器的進(jìn)氣管通過(guò)一個(gè)回?zé)崞髋c低濃度瓦斯煙氣排放管道連接，在回?zé)崞鞯倪M(jìn)氣管上連接有一個(gè)過(guò)濾器；瓦斯催化氧化反應(yīng)器的排氣管上依次串連高溫?zé)煔鈸Q熱器和低溫?zé)煔鈸Q熱器后，又通過(guò)所述回?zé)崞髋c凈化煙氣排放管連接，回?zé)崞鞯呐艢夤苌线B接有接力風(fēng)機(jī)；所述高溫?zé)煔鈸Q熱器和低溫?zé)煔鈸Q熱器上設(shè)有進(jìn)水管和出水管，其出水管分別與高溫?zé)崴?yīng)管和低溫?zé)崴?yīng)管聯(lián)通。

????更進(jìn)一步的優(yōu)選方案是，所述低溫?zé)煔鈸Q熱器和高溫?zé)煔鈸Q熱器采用氣水換熱器，低溫?zé)煔鈸Q熱器的進(jìn)水管上裝有調(diào)節(jié)閥，低溫?zé)煔鈸Q熱器的出水管上裝有三通調(diào)節(jié)閥，并通過(guò)三通調(diào)節(jié)閥的另外兩個(gè)接口中的一個(gè)接口與高溫?zé)煔鈸Q熱器的進(jìn)水管聯(lián)通，一個(gè)接口與低溫?zé)崴?yīng)管聯(lián)通。

????所述瓦斯催化氧化反應(yīng)器的進(jìn)氣管分為兩個(gè)支路管，分別聯(lián)通到瓦斯催化氧化反應(yīng)器的兩端，其排氣管也分為兩個(gè)支路管，分別聯(lián)通到瓦斯催化氧化反應(yīng)器的兩端，并在進(jìn)氣管的兩個(gè)支路管和排氣管的兩個(gè)支路管上各裝有一個(gè)電動(dòng)閥，電動(dòng)閥與控制裝置連接。四個(gè)電動(dòng)閥用于控制氣流從瓦斯催化氧化反應(yīng)器的兩端交替進(jìn)入，并從對(duì)應(yīng)的另一端排出。

更具體地說(shuō)，瓦斯催化氧化反應(yīng)器的填充體是蜂窩陶瓷蓄熱體，蓄熱體通道內(nèi)表面涂有瓦斯氧化催化劑材料。

本實(shí)用新型通過(guò)采用高溫?zé)煔鈸Q熱器和低溫?zé)煔鈸Q熱器串聯(lián)，充分回收利用瓦斯氧化的反應(yīng)熱，為用戶(hù)提供不同用途的高溫?zé)崴偷蜏責(zé)崴瑫r(shí)通過(guò)回?zé)崞鳎M(jìn)一步回收排氣中的熱量對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行加熱，提高反應(yīng)的進(jìn)氣溫度，避免了反應(yīng)器內(nèi)因氣流方向的頻繁切換而致使運(yùn)行工況不穩(wěn)定的問(wèn)題。

由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)：