[發明專利]一種低濃度瓦斯氣流無動力提純減排裝置

有效

• 申請號: 201410160282.1
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN103952201B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 田采霞;郭保華;李冰洋;陳巖;席可峰;馬擎;王辰霖;王龍;郭文兵
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明一種低濃度瓦斯氣流無動力提純減排裝置，能夠安裝于礦井排氣扇擴散器或抽放瓦斯排放管末端，通過擴大通道斷面、增大局部阻力、調節出口大小等方式降低氣體流速，使密度較低的瓦斯積聚于風筒上部，并通過瓦斯上升流動管進入上一層降速風筒，最終在最上層的瓦斯匯集管積聚并輸出利用。當各降速風筒出口處瓦斯濃度不能達到排放標準時，可通過減小風筒出口大小、加長降速風筒長度和增加瓦斯上升流動管數量進行調節，或接入另一套本裝置進行二級提純；當瓦斯匯集管瓦斯濃度不能達到利用要求時，也在該出口接入另一套本裝置進行二級提純，直到滿足利用要求。該裝置結構簡單、節能環保、易操作、低成本、可重復使用，可廣泛應用于低濃度瓦斯提純。

技術領域

本發明涉及一種低濃度瓦斯氣流無動力提純減排裝置。旨在用于煤礦總回風流及瓦斯抽放排放氣體的無動力提純，使提純后瓦斯濃度達到工業或民用使用要求，使向大氣直接排放的低濃度瓦斯氣體達到排放要求。

背景技術

我國煤礦瓦斯排放量居世界首位，大量的低濃度瓦斯排放不僅浪費了寶貴的清潔能源，同時也加重了全球溫室效應。因此，結合我國煤礦低濃度瓦斯的排放特點，從技術及經濟角度研究適宜的瓦斯利用技術，對加強我國煤礦抽放瓦斯和風排瓦斯的資源化利用，具有十分的重要意義。

目前，煤礦低濃度瓦斯利用的技術途徑主要包括瓦斯發電、瓦斯濃縮、摻混燃燒和氧化利用等。瓦斯濃度普遍較低，成為瓦斯高效利用的瓶頸?，F有的瓦斯分離提純方法如深冷分離、變壓吸附分離、吸附解吸分離、膜分離以及這些方法的聯合分離，主要適用于高濃度瓦斯的分離，若用于低濃度瓦斯分離，難以獲得收益。

在標準狀態下，純瓦斯密度大約為0.72kg/m³，遠小于空氣密度1.29kg/m³，一些技術利用瓦斯密度比空氣輕的特性實現瓦斯與空氣自然分離，經自然分離后，可得到更高濃度的瓦斯。但有的技術沒有考慮排氣扇擴散器處風量、風速和雷諾數較大，風流處于紊流狀態，不利于瓦斯的分離上升，而立即把風流變換為層流狀態，需要把管徑擴大為原來的幾百倍；有些技術未注意到風流只能從壓力高的位置向壓力低的位置的自然流動，企圖采用單向閥實現氣流從低壓位置向高壓位置的自然流動；有些技術未注意到如果不將低瓦斯濃度氣體從裝置排出，則源源不斷注入的低瓦斯氣體將增大容器內壓力，而單一出口對于瓦斯物理分離、提高瓦斯濃度并無幫助。

發明內容

針對上述不足，本發明主要是提供一種低濃度瓦斯氣流無動力提純減排裝置，能夠實現礦井乏風或抽排瓦斯的分離提純，進而可提高瓦斯利用率，降低瓦斯對大氣造成的污染。

本發明提供一種低濃度瓦斯氣流無動力提純減排裝置。該裝置包括降速風筒、瓦斯流動阻擋器、降速風筒出口擋板、瓦斯上升流動管、瓦斯濃度傳感器等。所述降速風筒為帶有支撐骨架的膠質、塑料風筒或金屬風筒，通過擴大斷面降低風速，改善風流分層狀態；所述瓦斯流動阻擋器用于增加風流局部阻力，降低風速，同時具有匯集上層高濃度瓦斯氣體經瓦斯上升流動管進入上一層降速風筒的作用；所述瓦斯上升流動管分流一部分瓦斯氣體，使風筒后續部分的流量降低，流速降低，有利于瓦斯的物理分層。降速風筒的長度及瓦斯上升流動管斷面大小及流動管數量以降速風筒出口處瓦斯濃度低于設定值為準。通過調節降速風筒出口擋板位置，可調節降速風筒出口大?。凰鼋邓亠L筒出口位于降速風筒下部。當出口處瓦斯濃度大時，向下滑動出口擋板,降低出口位置,直到出口瓦斯濃度滿足排放要求為止,或者讓出口再接入本發明一種低濃度瓦斯氣流無動力提純減排裝置進行二級提純?？赏ㄟ^單片機由所述瓦斯濃度傳感器數值自動控制擋板位置和降速風筒出口大小并建議是否接入下一級提純裝置。