[發(fā)明專利]一種超低濃度瓦斯安全摻混裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810770812.2
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN108916654A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬力;張明;李瑞;劉立志;邵長偉
• 申請（專利權(quán)）人: 平安開誠智能安全裝備有限責(zé)任公司
• 主分類號: F17D1/02
• 分類號: F17D1/02;F17D3/01
• 代理公司: 合肥中谷知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34146
• 代理人: 洪玲

本發(fā)明涉及一種超低濃度瓦斯安全摻混裝置及方法，包括依次相連通的入口法蘭、入口管道、變窄管道、出口管道、出口法蘭；其中入口管道與出口管道為直徑相等的常規(guī)管道，變窄管道連接入口管道一側(cè)直徑與入口管道相同，連接出口管道一側(cè)直徑小，變窄管道與出口管道的連接處管道直徑突變；所述變窄管道外壁上設(shè)有一圈環(huán)狀管道，所述環(huán)狀管道、變窄管道密封連接處設(shè)有一圈連通環(huán)狀管道內(nèi)腔與變窄管道內(nèi)腔的縫隙；所述縫隙將高濃度瓦斯噴入流動中的低濃度瓦斯，進行摻混。本發(fā)明提出一種根據(jù)裝置輸出的瓦斯?jié)舛葋碚{(diào)整摻混比例的方法，根據(jù)該方法，可以使摻混輸出的瓦斯?jié)舛确€(wěn)定在1.2％左右，防止爆炸，并且可以定期對系統(tǒng)進行準(zhǔn)確性矯正。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于低濃度瓦斯利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超低濃度瓦斯安全摻混裝置及利用該裝置的方法。

背景技術(shù)

蓄熱氧化是一種處理甲烷濃度低(0.5％左右)、富集難、氣量大的煤礦通風(fēng)瓦斯重要的、具有發(fā)展前景的技術(shù)。基于蓄熱氧化技術(shù)的蓄熱氧化裝置在實際運行中，由于通風(fēng)瓦斯甲烷濃度過低(＜0.3％)且波動大，不利于氧化裝置的穩(wěn)定運行；同時，考慮到用戶(礦區(qū))對冷、熱、電等用能的需求，通常須在濃度極低通風(fēng)瓦斯氣體中摻混甲烷濃度較高的抽采瓦斯(約3％-5％)，一方面保證瓦斯氣體濃度維持在較穩(wěn)定的數(shù)值，另一方面保證甲烷氧化釋放的熱量通過回收利用滿足用戶用能需求。

然而，在實現(xiàn)摻混過程中，往往受場地面積、條件以及經(jīng)濟性等因素影響，摻混后的瓦斯在進入流量監(jiān)測點、濃度監(jiān)測點、氧化裝置所流經(jīng)布置的管道長度有限，很難實現(xiàn)均勻摻混，影響濃度在線監(jiān)測、流量測量的準(zhǔn)確性，造成混合氣體熱值分布不均、分層現(xiàn)象，影響蓄熱氧化裝置溫度場的穩(wěn)定性，且濃度監(jiān)測誤差伴有安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種結(jié)構(gòu)合理，摻混效果良好的超低濃度瓦斯安全摻混裝置以及其方法。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的：

一種超低濃度瓦斯安全摻混裝置，包括依次相連通的入口法蘭、入口管道、變窄管道、出口管道、出口法蘭；其中入口管道與出口管道為直徑相等的常規(guī)管道，變窄管道連接入口管道一側(cè)直徑與入口管道相同，連接出口管道一側(cè)直徑小，變窄管道與出口管道的連接處管道直徑突變；

所述變窄管道外壁上設(shè)有一圈環(huán)狀管道，所述環(huán)狀管道、變窄管道密封連接處設(shè)有一圈連通環(huán)狀管道內(nèi)腔與變窄管道內(nèi)腔的縫隙；

所述環(huán)狀管道內(nèi)腔連接一個電控變阻閥，所述電控變阻閥的另一端連接高濃度管道，為高濃度瓦斯的進氣通道。

高濃度瓦斯從高濃度管道進入，經(jīng)過電控變阻閥控制流速，經(jīng)環(huán)狀管道分散到變窄管道的外圍，由于縫隙相對環(huán)狀管道阻力大，所以一圈縫隙各處流速基本相同；且縫隙較細，所以流速大可以噴射至變窄通道所有位置。

本裝置進一步改進在于，還包括設(shè)于出口管道內(nèi)截面的固定網(wǎng)，所述固定網(wǎng)與出口管道內(nèi)壁相連，還包括安裝在固定網(wǎng)中心的圓錐體，所述圓錐體的錐方向朝向入口管道；所述固定網(wǎng)有進一步分散混合氣體的作用，也起固定作用；所述圓錐體可以進一步產(chǎn)生大范圍擾流，促進瓦斯的混合。

本裝置進一步改進在于，還包括設(shè)于出口法蘭兩端相對的激光發(fā)射器與激光接收器；激光測甲烷濃度為常用技術(shù)手段，通常選擇1.65um波長的激光器進行測試，該波長激光被甲烷吸收率非常高，測試數(shù)據(jù)精確。

還包括比例控制器，所述比例控制器包括處理模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動模塊、與處理模塊相連的存儲模塊；

所述激光接收器的輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬輸入口，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出口連接處理模塊的輸入端口；

所述處理模塊的輸出端口連接驅(qū)動模塊的控制端口，驅(qū)動模塊的輸出端口連接電控變阻閥的電控端子。

利用本發(fā)明提出的裝置進行超低濃度瓦斯安全摻混的方法，包括以下步驟：