[發(fā)明專利]一種用于熱氧化的煤礦抽采瓦斯混配空氣輸送裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010005837.0
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111137685B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬曉鐘;高松;劉永啟
• 申請（專利權(quán)）人: 山東理工大學
• 主分類號: B65G53/16
• 分類號: B65G53/16;B01F3/02;E21F7/00;E21F17/18
• 代理公司: 東營雙橋?qū)＠碛邢挢熑喂?37107
• 代理人: 羅文遠

本發(fā)明涉及一種用于熱氧化的煤礦抽采瓦斯混配空氣輸送裝置及方法。其技術(shù)方案是：將抽采瓦斯匯集到一根瓦斯母管內(nèi)，抽采泵站側(cè)依次連接干濕復(fù)合阻火泄爆器和一次混配器，控制瓦斯?jié)舛鹊陀?%；在氧化站側(cè)的瓦斯母管連接的干濕復(fù)合放散器用于放散瓦斯保護抽采瓦斯泵，二次混配器將經(jīng)由干濕復(fù)合放散器等由風機負壓連同空氣吸收并進行第二次混配，控制瓦斯?jié)舛鹊陀?.2%。有益效果是：一是瓦斯?jié)舛鹊牟▌臃骞认嗷ハ郑ＷC起始端瓦斯不會出現(xiàn)大幅度波動，保證氧化裝置安全運行。二是抽采瓦斯二次混配空氣，每次都將瓦斯?jié)舛瓤刂圃谕咚贡ㄏ孪蓿?%）以內(nèi)，兩次混配互為備用，并且一次混配距熱氧化設(shè)備遠，給監(jiān)測保護留出響應(yīng)時間，安全可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種環(huán)境保護和清潔能源利用的工藝與設(shè)備，特別涉及一種用于熱氧化的煤礦抽采瓦斯混配空氣輸送裝置及方法。

背景技術(shù)

當前我國煤礦瓦斯利用還處在起步階段，利用率普遍偏低。2016年，我國井下瓦斯抽采量128億m³、利用量48億m³，利用率偏低，僅為37.5%。據(jù)不完全統(tǒng)計，甲烷濃度30%以上的高濃度抽采瓦斯約占井下抽采瓦斯總量的44%，主要用于內(nèi)燃機發(fā)電和民用燃料，少量用于制LNG、CNG等，利用率約60%；甲烷濃度10%～30%的低濃度抽采瓦斯約占29%，主要用于低濃度瓦斯內(nèi)燃機發(fā)電，利用率約27%；甲烷濃度10%以下的約占27%，利用很少。可見甲烷濃度低于30%、特別是低于10%的低濃度抽采瓦斯在抽采瓦斯總量中占比大，利用率低，導(dǎo)致我國煤礦瓦斯整體利用率低下。

早在2006年，勝利油田勝利動力機械集團有限公司與山東理工大學產(chǎn)學研合作開始煤礦風排瓦斯的蓄熱式逆流氧化技術(shù)研究，2010年5月通過國家能源局組織的技術(shù)鑒定。濃度大于0.3%的風排瓦斯即可維持氧化過程持續(xù)進行，該技術(shù)即單獨氧化這種濃度的風排瓦斯，也與抽采瓦斯混配進行氧化，還可以將抽采瓦斯混配空氣進行氧化。蓄熱式逆流氧化技術(shù)最大的特點是排氣無氮氧化物，環(huán)保優(yōu)勢突出。目前國內(nèi)已建成數(shù)十個瓦斯（風排瓦斯）氧化利用項目，這些項目在抽采瓦斯輸送及與空氣或風排瓦斯摻混方面，大都采用現(xiàn)行國家安全生產(chǎn)行業(yè)標準所規(guī)定或推薦的細水霧輸送、噴粉抑爆、兩相流中的一種方式。目前僅有安徽淮南丁集煤礦瓦斯氧化烘干煤泥項目采用了“抽采瓦斯在抽采泵站和瓦斯氧化站兩端各混配一次空氣的方式輸送與摻混”技術(shù)路線，使用效果很好。抽采瓦斯用于氧化裝置時輸送與摻混的其它方式不同程度地存在一些安全隱患，在現(xiàn)有的兩個瓦斯氧化項目的運行中，曾發(fā)生過4次氧化裝置閃爆事故，造成了一定經(jīng)濟損失，在業(yè)內(nèi)產(chǎn)生了不好的影響。

當前，我國的節(jié)能環(huán)保意識進一步加強，原來瓦斯內(nèi)燃機發(fā)電的尾氣排放和傳統(tǒng)瓦斯鍋爐的尾氣排放氮氧化物超標等問題顯現(xiàn)，煤炭企業(yè)燃煤鍋爐強制停用等，這些因素給瓦斯氧化帶來了市場前景，目前國內(nèi)外對煤礦瓦斯氧化和能量回收利用項目越來越關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種用于熱氧化的煤礦抽采瓦斯混配空氣輸送裝置及方法，將抽采瓦斯分別在抽采泵站和氧化站兩側(cè)各進行一次抽采瓦斯與空氣混配，抽采泵站側(cè)第一次混配將瓦斯?jié)舛瓤刂圃?%以下，氧化站側(cè)第二次混配將瓦斯?jié)舛瓤刂圃?.2%以下，抽采瓦斯的二次混配都避開瓦斯爆炸極限5%～15%，并有一定的安全裕度，保證氧化裝置安全運行。

本發(fā)明提到的一種用于熱氧化的煤礦抽采瓦斯混配空氣輸送裝置，其技術(shù)方案是：包括第一瓦斯壓力監(jiān)測儀（5）、第一干濕復(fù)合阻火泄爆器（6）、一次混配器（7）、第一瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測儀（8）、瓦斯母管（9）、第二干濕復(fù)合阻火泄爆器（10）、第一電動調(diào)節(jié)閥（11）、第二瓦斯壓力監(jiān)測儀（12）、干濕復(fù)合放散器（13）、第二電動調(diào)節(jié)閥（14）、電磁快速切斷閥（15）、二次混配器（16）、第二瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測儀（17）、風機（18），通過手動閥門將兩套或兩套以上抽采瓦斯泵的抽采瓦斯匯集到一根瓦斯母管（9）內(nèi)，抽采泵站側(cè)的瓦斯母管（9）依次連接第一干濕復(fù)合阻火泄爆器（6）和一次混配器（7），所述第一干濕復(fù)合阻火泄爆器（6）采用水封和不銹鋼絲絨分別作為濕式和干式阻火介質(zhì)，兩者結(jié)合在一起使用各自的阻火功能相互提升，且內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)流泄爆管使泄爆順暢；所述一次混配器（7）控制瓦斯?jié)舛鹊陀?%；