[發明專利]一種煤礦乏風氧化系統

無效

• 申請號: 201410099396.X
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN103933837A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 劉寶金;吳祥云;朱朝輝;張金光;張文平;黃文科;吳治厚;李華棟
• 申請（專利權）人: 山西潞安環保能源開發股份有限公司
• 主分類號: B01D53/74
• 分類號: B01D53/74;B01D53/72;E21F17/18
• 代理公司: 沈陽火炬專利事務所(普通合伙) 21228
• 代理人: 李福義

技術領域

本發明屬于煤礦乏風氧化技術領域，特別涉及一種煤礦乏風氧化系統。

背景技術

?????煤是一種重要的一次能源，在煤的形成過程中，也伴生煤層氣，主要是甲烷。由于煤層氣開采方式的不同，其甲烷的含量顯著不同。

若是通過地面鉆井開采，采出甲烷含量多于80%的煤礦瓦斯，此氣體類似天然氣，該氣體可用于天然氣發電設備進行發電或者民用材料等處，利用技術相對簡單且成熟，若是通過井下瓦斯抽放系統和地面輸氣系統，采出甲烷濃度范圍在3%—80%的高濃度瓦斯，由于存在爆炸危險，一般對其應用都局限在30%以上部分，3%—30%部分的利用是個難點；若是通過煤礦通風系統排出的煤礦瓦斯，甲烷含量一般低于1%，為保證生產安全，在煤礦開采前需要通入大量空氣以稀釋礦井空氣，使其甲烷濃度降低再排入大氣。這種被抽排到大氣中的甲烷含量低于10%的混合氣體被稱為煤礦通風瓦斯或者煤礦乏風。長期以來，煤礦乏風甲烷濃度低、富集難、氣量大，利用技術難度較大，因此一般都直接排放到大氣，極少被回收利用。

甲烷是僅次于二氧化碳的重要溫室氣體，相當于二氧化碳溫室效應的21倍，對于環境影響巨大。

鑒于煤礦乏風是最大的甲烷工業排放源，如何收集以及合理利用煤礦乏風瓦斯能源是我國乃至全世界面臨的緊迫任務。

對于排風甲烷的傳統利用辦法，主要提純分離和直接燃燒。但是，由于煤礦乏風的甲烷含量極低，如果進行提純分離，無論是用變壓吸附方法，還是變溫吸附分離方法，面對含量巨大的空氣和微少的甲烷，都必然都需要相對于甲烷產量更多的加壓耗能或者加溫耗能。因而，無論從經濟角度還是能源角度都行不通。而由于乏風中的甲烷含量遠遠超出了甲烷的空燃比范圍，用直接燃燒的方法也是行不通的。目前基本上選擇直接排放的方法，直接排放則會造成巨大的污染和能源浪費。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供鑒于已有技術存在的缺陷，本發明的目的是要提供一種運行穩定，系統啟動時間短，熱回收效率高的煤礦乏風氧化系統。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種煤礦乏風氧化系統，包括配氣裝置、裝置本體、換向裝置、啟動裝置和測控裝置，所述的配氣裝置包括空氣管路、天然氣管路和混合器，所述的空氣管路的輸入端與空氣過濾器相連接，所述的空氣管路設置有監測空氣流量的渦街流量計，所述的天然氣管路和空氣管路的輸出端與混合器相連接，所述的天然氣管路設置有監測天然氣流量的靶式流量計和電動調節閥；所述的換向裝置包括左三通閥和右三通閥，所述左三通閥和右三通閥設置在裝置本體的左右兩側；所述的裝置本體包括左防爆泄壓閥22、右防爆泄壓閥、保溫層、蓄熱體、接燃燒器凸臺、本體構成塊和熱電偶插座，所述的左防爆泄壓閥、右防爆泄壓閥設置在裝置本體的左右兩側，所述的本體構成塊內設置有蓄熱室，所述的本體構成塊上設置有熱電偶插座，所述的蓄熱室內設置有蓄熱體，所述的裝置本體蓄熱室是其核心部分，所述的蓄熱室設置有保溫層，裝置本體中心位置設置接燃燒器凸臺；所述的啟動裝置為燃燒器并與接燃燒器凸臺相連接；所述的測控裝置包括氣體溫度壓力濃度監測裝置、流量監測裝置和報警裝置。設置69個測點進行溫度監測，其中5個測點采用Pt電熱阻，用于測量甲烷、空氣煙氣和三通閥的溫度，64個測點采用量程為0-1300℃的K型熱電偶，用于測量蓄熱體的溫度分布；設置9個測試點采用壓力傳感器進行蓄熱體軸向和徑向壓力測量，其中7個測點用于甲烷、空氣、水、煙氣的壓力測量，2個測點用于測量蓄熱體的壓力損失；設置2個監測點采用甲烷濃度傳感器用于監測進出口乏風中甲烷的濃度；另外，用于測量進口乏風甲烷濃度和出口的煙氣成分色譜分析儀不在監控系統內。根據監測的甲烷濃度采用三通閥來調節甲烷流量、空氣流量，可依據設定的周期實現三通閥的自動切換。出于安全考慮，在煙氣排放出口設置報警裝置，如監測到出口甲烷濃度或高溫會及時報警。

所述的測控裝置包括P比控制柜、熱電偶、甲烷濃度傳感器、壓力傳感器和報警裝置，所述的P比控制柜與靶式流量計、電動調節閥、熱電偶和渦接流量計相連接。

所述的左三通閥和右三通閥與引風機相連接。

所述的燃燒器采用旋流擴散燃燒器。

所述的天然氣管設置有防回火器。

所述的天然氣管設置有單向閥。

所述的蓄熱體是蜂窩陶瓷蓄熱體。