[發(fā)明專利]一種基于固體蓄熱裝置的煤礦瓦斯氧化熱利用系統(tǒng)

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• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111207402A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬斌
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇中科智儲科技有限公司
• 主分類號: F23G7/06
• 分類號: F23G7/06;F28D20/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 孫昱

本發(fā)明為一種基于固體蓄熱裝置的煤礦瓦斯氧化熱利用系統(tǒng)，包括瓦斯氧化裝置、固體蓄熱裝置、混風(fēng)器、換熱器、風(fēng)機(jī)和煙囪，其中按照瓦斯氧化裝置、固體蓄熱裝置、混風(fēng)器、換熱器、風(fēng)機(jī)和煙囪的順序通過風(fēng)管連接形成第一連接線路；按照固體蓄熱裝置、混風(fēng)器、換熱器和風(fēng)機(jī)的順序通過風(fēng)管順次連接形成第二連接循環(huán)線路。本發(fā)明可解決因瓦斯流量變化而導(dǎo)致瓦斯氧化裝置的供熱負(fù)荷波動的問題，改善供熱效果，促進(jìn)瓦斯氧化裝置在煤礦中的廣泛應(yīng)用，提升煤礦經(jīng)濟(jì)效益和競爭力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦瓦斯利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于固體蓄熱裝置的煤礦瓦斯氧化熱利用系統(tǒng)。

背景技術(shù)

煤礦瓦斯（又稱煤層氣）是指儲集在煤層中的非常規(guī)天然氣（主要成分是甲烷）。瓦斯?jié)舛冗_(dá)到5%-16%時，遇明火就會爆炸，是煤礦瓦斯爆炸事故的根源。瓦斯排放到大氣中，溫室效應(yīng)為二氧化碳的21倍，是主要的工業(yè)排放溫室氣體之一。

煤礦瓦斯按產(chǎn)生方式分為風(fēng)排瓦斯（也稱“通風(fēng)瓦斯”或“乏風(fēng)”）和抽排瓦斯兩種。其中，風(fēng)排瓦斯的甲烷含量極低，一般為0.2%—0.6%，占總量的83%。抽排瓦斯按濃度又分為高濃度瓦斯（甲烷含量≥30%）和低濃度瓦斯（甲烷含量30%）。按相關(guān)規(guī)定，抽排瓦斯利用時濃度不得低于30%，但目前多數(shù)煤礦抽排瓦斯的甲烷濃度只有25%左右，達(dá)不到直接利用的要求，不得不排入大氣中。瓦斯排放的背后，是能源的巨大浪費與對環(huán)境的破壞。

在環(huán)保要求日益嚴(yán)格的背景下，不符合標(biāo)準(zhǔn)的燃煤鍋爐被禁用，煤礦企業(yè)也被要求盡快替代燃煤鍋爐。但天然氣、甲醇、柴油鍋爐和電直熱等價格偏高，利用這些能源替代燃煤鍋爐無疑會提高煤礦生產(chǎn)成本，降低競爭力。與此同時，低濃度瓦斯和風(fēng)排瓦斯作為煤礦自有的可用能源卻白白浪費，沒有得到有效利用。

瓦斯氧化裝置是一種可以對低濃度和風(fēng)排瓦斯所含能量進(jìn)行有效利用的節(jié)能減排設(shè)備，其工作原理是把煤礦泵站的抽排瓦斯摻混到空氣或乏風(fēng)中，導(dǎo)入到蓄熱式高溫氧化裝置。低濃度甲烷在高溫反應(yīng)腔中瞬間無火焰地氧化為水和二氧化碳，并釋放出巨大氧化熱。熱能的小部分用于維持反應(yīng)溫度，大部分熱能可以被導(dǎo)出到余熱鍋爐為煤礦提供蒸汽/熱水/熱風(fēng)，以滿足洗浴、供暖、井筒防凍等需求。

然而煤礦中瓦斯流量隨季節(jié)和氣溫變化波動較大，導(dǎo)致瓦斯氧化裝置的熱能在利用過程中出現(xiàn)間歇性和波動性的特點，影響其正常使用。從而使瓦斯氧化裝置在煤礦中的推廣應(yīng)用受阻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于固體蓄熱裝置的煤礦瓦斯氧化熱利用系統(tǒng)，解決因瓦斯流量變化而導(dǎo)致瓦斯氧化裝置的供熱負(fù)荷波動的問題，改善供熱效果，促進(jìn)瓦斯氧化裝置在煤礦中的廣泛應(yīng)用，提升煤礦經(jīng)濟(jì)效益和競爭力。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種基于固體蓄熱裝置的煤礦瓦斯氧化熱利用系統(tǒng)，包括瓦斯氧化裝置、固體蓄熱裝置、混風(fēng)器、換熱器、風(fēng)機(jī)和煙囪，其中按照瓦斯氧化裝置、固體蓄熱裝置、混風(fēng)器、換熱器、風(fēng)機(jī)和煙囪的順序通過風(fēng)管連接形成第一連接線路；按照固體蓄熱裝置、混風(fēng)器、換熱器和風(fēng)機(jī)的順序通過風(fēng)管順次連接形成第二連接循環(huán)線路。

進(jìn)一步地，所述的基于固體蓄熱裝置的煤礦瓦斯氧化熱利用系統(tǒng)，第一連接線路中瓦斯氧化裝置與固體蓄熱裝置連接的風(fēng)管上設(shè)置有第一閥門和第二閥門，風(fēng)機(jī)與煙囪連接的風(fēng)管上設(shè)置第四閥門。

更進(jìn)一步地，所述的基于固體蓄熱裝置的煤礦瓦斯氧化熱利用系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)與第四閥門之間的風(fēng)管上通過第一支路管道與第一閥門和第二閥門之間的風(fēng)管連通，第一支路管道上設(shè)置第六閥門，形成固體蓄熱裝置、混風(fēng)器、換熱器和風(fēng)機(jī)順次連接的第二連接循環(huán)線路。

更進(jìn)一步地，所述的基于固體蓄熱裝置的煤礦瓦斯氧化熱利用系統(tǒng)，第一閥門和第二閥門之間的風(fēng)管上通過第二支路管道與混風(fēng)器連接，第二支路管道上設(shè)置第三閥門。