[發明專利]一種煤礦瓦斯除塵增壓一體化工藝方法

有效

• 申請號: 201610497848.9
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN106194243B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 宋云華;李丁;劉欣;李正林;魏玉勝
• 申請（專利權）人: 山西都寶清潔能源投資有限公司;北京陽光欣禾科技有限公司
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;B01D50/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種煤礦瓦斯除塵增壓一體化工藝方法，其特點為采用定-轉子除塵技術進行瓦斯除塵的同時，對輸送體系增壓以改善瓦斯混合效果的工藝方法，屬于化工及傳遞領域。

背景技術

礦井產瓦斯氣發電常有瓦斯來源因壓力不同而產生氣量及混合濃度不均的問題。通常在有高濃度瓦斯和低濃度瓦斯時，采用氣體混合后一并進瓦斯發電機組發電。

在瓦斯氣混合過程中，由于不同濃度瓦斯的氣源壓力不同，通常表現為只有高氣壓瓦斯氣到達內燃機組，或者瓦斯濃度波動劇烈等情況。前者對低氣壓瓦斯氣的利用不足，后者易損傷內燃機組壽命，以及增加不安全因素等。

同時，瓦斯氣中的煤塵也會帶來管道阻火器堵塞造成氣源壓力不等，它還會對內燃機氣缸造成磨損，需做除塵處理。瓦斯氣作為易燃易爆氣體不能采用常規的靜電或者干法除塵手段，而一般的濕法除塵占地面積較大，效率一般同時還會帶來輸送系統壓力損失。

針對以上問題，本公司提供了一種采用定-轉子除塵及可控增壓一體化工藝方法，具體是引入定-轉子設備(ZL 200440042631.6)，并針對瓦斯除塵及增壓做了結構改進作為關鍵設備，目的是高效除塵同時可控增壓，以促進壓力不同瓦斯氣源的混合效果，達到充分利用瓦斯氣，提升發電設備壽命及效率的作用。

發明內容

本發明提供一種煤礦瓦斯除塵增壓一體化工藝方法，具體內容包含實施方法所采用的工藝流程及關鍵設備結構。

工藝流程說明

本發明提供的工藝方法采用以下主要設備：

除塵增壓器、旋風混合器、沉淀澄清池、循環泵及渣漿泵。

采用上述設備對不同濃度瓦斯氣進行除塵增壓的過程中，采用以下工藝流程：

高濃度瓦斯氣進入到除塵增壓器I中，與循環泵從沉淀澄清池中輸送回來的工藝水在除塵增壓器I中進行高速混合；在此過程中，工藝水被除塵增壓器內的定子與轉子高速剪切撕裂成為小液滴和液膜，極大的增加了液體比表面積，同時塵埃在離心力的作用下其表觀空氣動力學直徑變大，更易沉降團聚而被液體捕捉，達到高效除塵的目的；瓦斯氣通過除塵增壓器時隨轉子高速旋轉，其動能明顯增加，經過動能與勢能的轉換達到增壓目的，且增壓效果可控；氣液混合物隨后排出至旋風混合器中，含塵工藝水從旋風混合器下部流至沉淀澄清池中。

與高濃度瓦斯氣除塵增壓原理相同，低濃度瓦斯氣進入到除塵增壓器II中，進行除塵增壓，其氣液混合物在旋風混合器中分離，含塵工藝水從旋風混合器下部流至沉淀澄清池中。

經過增壓的高濃度瓦斯及低濃度瓦斯在旋風混合器中混合，經旋風混合器頂部的循環水加濕后輸送至瓦斯發電機組；在混合的過程中，由于混合比例由高低濃度瓦斯氣的增壓幅度控制，混合后的瓦斯氣濃度經控制可穩定在高濃度瓦斯氣及低濃度瓦斯氣之間的任意濃度選擇值。

沉淀澄清池池底有管道通過渣漿泵定期外排泥漿，澄清液通過循環泵分別輸送回旋風混合器、除塵增壓器I和除塵增壓器II中。沉淀澄清池上部設有排空口、工藝水補充口。

關鍵設備結構說明

除塵增壓器采用為除塵而改進結構的定-轉子設備，瓦斯氣入口設在定子及外殼側頂部，沿旋轉軸軸向中心進氣；瓦斯進氣口旁設有除塵工藝水噴入口，物料出口設在殼體沿旋轉圓周切線方向。

改進結構的除塵增壓器采用以下兩種結構其中的一種：

1.定子采用柱銷結構，且柱銷截面均為圓形，轉子采用同心圓環，且在圓周展開面上開孔，孔為圓型；

2.定子和轉子均采用柱銷結構，且柱銷截面均為圓形。

本發明的有益效果

采用了本發明的瓦斯除塵增壓一體化工藝技術，可達到以下有益效果：

1.可大幅度減少除塵及增壓設備的占地面積

2.對明顯有壓差的高低濃度瓦斯混合效果極大改善，提高了低壓瓦斯的利用率

3.對壓差小的瓦斯混合間歇流情況的改善，減少了由于濃度不穩帶來的發電機震顫，延長了發電機組的壽命

4.除塵效率高達99％以上，出口塵含量不大于10mg/m³

附圖說明

圖1為煤礦瓦斯除塵增壓一體化工藝方法的流程示意圖。

圖2為同心圓環式除塵增壓器的進出氣及結構示意圖，其中2-1為除塵增壓器平視旋轉軸向截面結構示意圖，2-2為俯視除塵增壓器示意圖，2-3為俯視除塵增壓器同心圓環截面結構示意圖，2-4為同心圓環的圓周展開面的開孔示意圖，A為工藝水噴淋入口，B為瓦斯入口，C為瓦斯及工藝水出口，D為外殼及定子，E為轉子。