[發明專利]多反應室煤礦乏風回熱催化氧化裝置

無效

• 申請號: 201210282269.4
• 申請日: 2012-08-05
• 公開（公告）號: CN102773011A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 鄭斌;劉永啟;劉瑞祥;毛明明;孟建
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明提供一種多反應室煤礦乏風回熱催化氧化裝置，屬超低濃度甲烷氧化技術領域。

背景技術

煤礦瓦斯的主要成分為甲烷，是一種可以利用的氣體能源。但為了提高煤礦生產的安全性，通常采用大量通風將瓦斯稀釋后直接將其排放到大氣之中。這種煤礦乏風瓦斯的直接排放一方面造成了有限的不可再生資源的巨大浪費，另一方面也加劇了大氣污染和溫室效應：以100年計的甲烷溫室效應是二氧化碳的21倍，甲烷占全球氣候變暖份額的17%，僅次于二氧化碳。目前，我國煤礦每年向大氣排放的甲烷量高達200億Nm³，其中，乏風瓦斯占150多億Nm³。煤礦乏風排放量巨大，乏風瓦斯濃度很低，這兩個因素是制約其利用的主要難題，目前有效的利用方法是采用熱逆流氧化技術(Thermal?Flow?Reversal?Reactor，簡稱TFRR)和催化逆流氧化技術（Catalytic?Flow?Reversal，簡稱CFRR），采用TFRR技術處理煤礦乏風瓦斯已經在國內外成功的進行了商業應用，而CFRR技術尚未有在煤礦現場處理乏風瓦斯示范運行的報道。但是從實際應用的角度考慮，采用TFRR技術處理煤礦乏風瓦斯存在著占地相對較大、氧化床內蜂窩陶瓷在長期使用后會發生破碎堵塞、阻力損失很大、自動控制程度要求較高、操作技術要求很高等主要問題。山東理工大學在申報的專利（201110089163.8）中公開了一種“多反應室煤礦乏風預熱催化氧化器”，乏風進入預熱器被加熱升溫，在催化氧化床層內氧化成二氧化碳和水，氧化后的熱氣體經預熱器降溫后排入大氣，該氧化器有效的克服了逆流氧化技術的問題。但是，由于乏風氧化后的熱氣體通過預熱器進行熱量回收，熱量回收效率受預熱器的限制，其效率有限，同時預熱器增加了整個氧化裝置的成本和占地面積，其有待于進一步改善。

發明內容

本發明目的是提供一種能克服上述現有技術中存在的缺點或不足、熱量回收效率高、功耗低、成本低、占地面積小的多反應室煤礦乏風回熱催化氧化裝置。技術方案為：

一種多反應室煤礦乏風回熱催化氧化裝置，包括乏風輸送管、送風機、乏風進氣總管、多個乏風進氣支管、多個乏風排氣支管、乏風排氣總管、多個反應室和回熱系統，其中乏風輸送管經送風機接乏風進氣總管，每個反應室均由設有保溫層的反應室殼體圍成，反應室內沿著氣體流動方向依次布置著電加熱絲和催化劑陶瓷層；其特征在于：每個反應室的入口均分別依次經擴張管、乏風進氣支管接乏風進氣總管，每個反應室的出口均分別依次經收縮管、乏風排氣支管接乏風排氣總管，乏風排氣總管的另一端與大氣連通；回熱系統包括回熱入口管、回熱風機和設有回熱閥門的回熱連接管，其中回熱入口管的一端與乏風排氣總管，另一端依次經回熱風機、回熱連接管與乏風進氣總管相連通。

所述的多反應室煤礦乏風回熱催化氧化裝置，反應室包括2~6個。

本發明的主要優點和有益效果是：

1、回熱系統可以將氧化后的乏風排氣直接送入乏風進氣系統，通過與煤礦乏風進氣的混合實現將其加熱到反應溫度，然后進入反應室進行催化氧化反應，經過回熱系統的乏風排氣的熱量回收效率為100%，使氧化裝置的熱量回收效率較高。

2、采用將多個反應室組合在一起，并采用一套回熱系統進行集中預熱，可以大大減小整個裝置的體積和占地面積；同時該種結構容易實現模塊化設計與制造。

3、回熱系統設有回熱閥門，可以根據煤礦乏風進氣狀態（進氣溫度、甲烷濃度等）的變化，隨時調整回熱風量，有利于裝置的穩定運行。

4、利用回熱系統實現排氣熱量的回收利用，大大減少了整個裝置的體積、占地面積和成本，同時因不受預熱器的限制，排氣的熱量回收效率高。

附圖說明

圖1是本發明實施例的結構示意圖。

圖中：1.乏風輸送管2.送風機3.乏風進氣總管4.乏風進氣支管5.擴張管6.電加熱絲7.反應室殼體8.保溫層9.催化劑陶瓷層10.收縮管11.乏風排氣支管12.乏風排氣總管13.回熱入口管14.回熱風機15.回熱連接管16.回熱閥門

具體實施方式

在圖1所示的實施例中：包括3個反應室，乏風輸送管1經送風機2接乏風進氣總管3；每個反應室均由設有保溫層8的反應室殼體7圍成，反應室內沿著氣體流動方向依次布置著電加熱絲6和催化劑陶瓷層9；每個反應室的入口均分別依次經擴張管5、乏風進氣支管4接乏風進氣總管3，每個反應室的出口均分別依次經收縮管10、乏風排氣支管11接乏風排氣總管12，乏風排氣總管12的另一端與大氣連通；回熱系統包括回熱入口管13、回熱風機14和設有回熱閥門16的回熱連接管15，其中回熱入口管13的一端與乏風排氣總管12，另一端依次經回熱風機14、回熱連接管15與乏風進氣總管3相連通。