[發(fā)明專(zhuān)利]雙反應(yīng)室預(yù)熱催化氧化裝置機(jī)械調(diào)節(jié)式進(jìn)排氣導(dǎo)流系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610228668.0
• 申請(qǐng)日: 2016-04-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105863721B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛明明;劉永啟;劉瑞祥;王延遐;鄭斌;齊曉霓;尤彥彥;孟建;孫鵬;楊彬彬;呂金升
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21F7/00
• 分類(lèi)號(hào): E21F7/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供一種雙反應(yīng)室預(yù)熱催化氧化裝置機(jī)械調(diào)節(jié)式進(jìn)排氣導(dǎo)流系統(tǒng)，屬于煤礦通風(fēng)瓦斯綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

煤礦生產(chǎn)過(guò)程中為了提高安全性，通常采用大量通風(fēng)來(lái)排放煤礦瓦斯(稱(chēng)為礦井乏風(fēng)，Ventilation Air Methane，簡(jiǎn)稱(chēng)VAM)。甲烷是煤礦瓦斯和很多工業(yè)廢氣的主要成分，是僅次于二氧化碳的第二大溫室氣體，但同時(shí)也是優(yōu)質(zhì)潔凈的氣體能源。我國(guó)是煤炭生產(chǎn)大國(guó)，每年通過(guò)煤礦乏風(fēng)排放的純甲烷在200億立方米以上，不僅造成了不可再生能源資源的巨大浪費(fèi)，也嚴(yán)重污染了大氣環(huán)境。

乏風(fēng)瓦斯體積濃度非常低(一般在0.1％～0.75％)、風(fēng)量和體積濃度波動(dòng)范圍大的特點(diǎn)決定了很難利用傳統(tǒng)燃燒器直接進(jìn)行燃燒。山東理工大學(xué)提出了預(yù)熱催化氧化技術(shù)，反應(yīng)室采用負(fù)載有貴金屬催化劑的蜂窩陶瓷氧化床對(duì)煤礦乏風(fēng)進(jìn)行有效催化氧化，同時(shí)利用間壁式換熱器回收排氣的熱量預(yù)熱進(jìn)氣實(shí)現(xiàn)熱量反饋，以達(dá)到自熱維持的熱平衡狀態(tài)。該技術(shù)的氧化溫度場(chǎng)穩(wěn)定可靠，而且熱量回收率高、結(jié)構(gòu)緊湊、流動(dòng)阻力小，非常經(jīng)濟(jì)可行。反應(yīng)室內(nèi)溫度分布的均勻性對(duì)預(yù)熱催化氧化裝置的穩(wěn)定運(yùn)行有重要影響，溫度分布不均可以造成局部低溫、燃燒熄火；或者局部高溫形成溫度梯度，產(chǎn)生熱應(yīng)力，氧化床變形毀壞；溫度過(guò)高還將破壞催化劑的穩(wěn)定性，導(dǎo)致催化劑活性降低甚至消失。隨著預(yù)熱催化氧化裝置的乏風(fēng)處理能力不斷加強(qiáng)，反應(yīng)室的體積和橫截面積隨之不斷增大，其橫截面的溫度均衡性愈發(fā)重要。進(jìn)排氣導(dǎo)流系統(tǒng)是預(yù)熱催化氧化裝置中進(jìn)行進(jìn)氣流量分配的關(guān)鍵部件，可保證反應(yīng)室內(nèi)的乏風(fēng)氧化放熱量亦分配均勻，對(duì)提升氧化床橫截面的溫度均衡性和裝置的甲烷轉(zhuǎn)化率有重要意義。

中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN201110089161.9提供的煤礦乏風(fēng)預(yù)熱催化氧化器的進(jìn)排氣導(dǎo)流裝置，包括進(jìn)氣總管、進(jìn)氣支管、進(jìn)氣擴(kuò)口管、進(jìn)氣腔，反應(yīng)室、排氣腔、排氣收縮管、排氣支管和排氣總管，在進(jìn)氣擴(kuò)口管、進(jìn)氣腔、排氣腔和排氣收縮管內(nèi)均設(shè)有導(dǎo)流板，使乏風(fēng)在催化反應(yīng)室內(nèi)的流通截面上的分布均勻，降低了進(jìn)氣流動(dòng)阻力。但是，該技術(shù)方案仍然存在不足，導(dǎo)流板的角度在裝置運(yùn)行過(guò)程中無(wú)法靈活調(diào)整，對(duì)乏風(fēng)流量波動(dòng)較大的實(shí)際工況適應(yīng)不佳，不能在進(jìn)氣流量差別較大的情況下使反應(yīng)室橫截面保持較好的溫度均衡。另外，導(dǎo)流板的布置數(shù)量較少，不能起到較好的導(dǎo)流效果，對(duì)反應(yīng)室橫截面的流量均衡提升效果有限。除此之外，目前還未見(jiàn)有結(jié)構(gòu)和性能都比較完善的乏風(fēng)預(yù)熱催化氧化器的進(jìn)排氣導(dǎo)流系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是彌補(bǔ)現(xiàn)有煤礦乏風(fēng)預(yù)熱催化氧化裝置的進(jìn)排氣導(dǎo)流技術(shù)的不足，提供一種雙反應(yīng)室預(yù)熱催化氧化裝置機(jī)械調(diào)節(jié)式進(jìn)排氣導(dǎo)流系統(tǒng)，保證反應(yīng)室的進(jìn)氣量和溫度均勻分布，提高裝置運(yùn)行的可靠性和乏風(fēng)瓦斯氧化率。

本發(fā)明的目的是由下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種雙反應(yīng)室預(yù)熱催化氧化裝置機(jī)械調(diào)節(jié)式進(jìn)排氣導(dǎo)流系統(tǒng)，包括進(jìn)氣總管、進(jìn)氣支管、進(jìn)氣擴(kuò)口管、兩個(gè)進(jìn)氣腔、兩個(gè)并排的反應(yīng)室、排氣腔和排氣總管，其中兩個(gè)反應(yīng)室的外側(cè)分別與兩個(gè)進(jìn)氣腔連通，兩個(gè)反應(yīng)室的內(nèi)側(cè)均與排氣腔連通，排氣腔與排氣總管連通；每個(gè)進(jìn)氣腔均依次經(jīng)過(guò)一個(gè)進(jìn)氣擴(kuò)口管、一個(gè)設(shè)有調(diào)節(jié)閥的進(jìn)氣支管與進(jìn)氣總管連通，進(jìn)氣擴(kuò)口管內(nèi)設(shè)有第一導(dǎo)流板，進(jìn)氣腔內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)流板，排氣腔內(nèi)設(shè)有第三導(dǎo)流板，其特征在于：

進(jìn)氣擴(kuò)口管的擴(kuò)張角度為30°～60°，進(jìn)氣擴(kuò)口管內(nèi)的第一導(dǎo)流板采用直板形導(dǎo)流板，每個(gè)進(jìn)氣擴(kuò)口管內(nèi)設(shè)有4～6塊第一導(dǎo)流板和同數(shù)量的弧形導(dǎo)軌，弧形導(dǎo)軌水平固定安裝在進(jìn)氣擴(kuò)口管的內(nèi)壁上，弧形導(dǎo)軌上設(shè)有與第一導(dǎo)流板活動(dòng)端匹配的卡槽，第一導(dǎo)流板的活動(dòng)端對(duì)應(yīng)與一個(gè)弧形導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，第一導(dǎo)流板的另一端設(shè)置一水平方向的固定軸，固定軸的兩端均間隙穿出進(jìn)氣擴(kuò)口管的側(cè)壁；

每個(gè)進(jìn)氣腔內(nèi)均布有4～6塊第二導(dǎo)流板及同數(shù)量的弧形導(dǎo)軌，弧形導(dǎo)軌垂直固定安裝在進(jìn)氣腔的內(nèi)壁上，弧形導(dǎo)軌上設(shè)有與第二導(dǎo)流板活動(dòng)端匹配的卡槽；第二導(dǎo)流板的活動(dòng)端對(duì)應(yīng)與一個(gè)弧形導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，第二導(dǎo)流板的另一端設(shè)置一水平方向的固定軸，第二導(dǎo)流板靠近固定軸端的形狀為弧形，另一端的形狀為直板，兩者平滑過(guò)渡，每個(gè)第二導(dǎo)流板角度沿進(jìn)氣流動(dòng)方向依次增大，第二導(dǎo)流板的固定軸與反應(yīng)室的距離約為進(jìn)氣腔長(zhǎng)度的1/10～1/5，固定軸的兩端均間隙穿出進(jìn)氣腔的側(cè)壁；

排氣腔內(nèi)靠近反應(yīng)室的一側(cè)均布有1排第三導(dǎo)流板，每排4～6塊第三導(dǎo)流板，每塊第三導(dǎo)流板固定安裝在排氣腔內(nèi)壁上，與反應(yīng)室的夾角為40°～60°，第三導(dǎo)流板靠近反應(yīng)室端的形狀為弧形，另一端的形狀為直板，兩者平滑過(guò)渡；