[發明專利]煤礦低瓦斯高溫蓄熱氧化制取飽和蒸汽系統

有效

• 申請號: 202011195475.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112324488B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 李延河;于振子;陳德亮;谷海濤;周國有;葛艷輝;劉帥濤;周方亮;肖樂;蘇曉冰;王鍇磊;王娟娟;王會勤;顧樂;周全之
• 申請（專利權）人: 中國平煤神馬能源化工集團有限責任公司
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21F17/00;F22B37/00;F22B37/42
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 劉娟

本發明提供一種煤礦低瓦斯高溫蓄熱氧化制取飽和蒸汽系統，包括依次連接的瓦斯摻混單元、瓦斯氧化單元和蒸汽鍋爐單元，瓦斯摻混單元包括瓦斯混合器、空氣瓦斯摻混器、第一瓦斯濃度監測儀、第二瓦斯濃度監測儀、安全放散閥、安全阻火器、管道放散閥、切斷閥及第二瓦斯濃度監測儀；瓦斯氧化單元包括第一風機、切換閥、第一蓄熱室、第二蓄熱室、氧化室、燃燒器以及低溫煙氣排放管道；蒸汽鍋爐單元包括高溫煙氣調節閥、蒸汽鍋爐、給水預熱器、給水系統、第二風機、排煙管道以及蒸汽輸出管道，該煤礦瓦斯高溫蓄熱氧化制取飽和蒸汽系統能夠實現對低濃度瓦斯有效氧化，充分利用瓦斯氧化釋放的巨大熱量，制取飽和蒸汽，替代煤礦原有燃煤鍋爐。

技術領域

本發明涉及礦采能源利用技術領域，具體涉及煤礦低瓦斯高溫蓄熱氧化制取飽和蒸汽系統。

背景技術

隨著煤礦開采瓦斯抽采量的日益增加，以及社會節能環保意識的增強，煤礦瓦斯高效利用的關注度顯著提高。煤礦瓦斯根據其濃度范圍對應有響應的利用形式，對濃度高于8％以上，可以直接利用，譬如發電、民用、燃料等。但濃度低于8％，甚至更低，難以直接利用，其當前形式為：排放量大、利用率低、熱值低、經濟性保障困難等難題成為現有利用的技術難題。

濃度低于8％的瓦斯主要來源分為風排瓦斯(又稱“乏風”)和抽排瓦斯兩部分。礦井通風系統排出的乏風的甲烷濃度需低于0.75％，風量特別巨大，由于濃度偏低，安全輸送不需要過多的技術措施，但直接利用經濟性差。大部分礦井抽排瓦斯的濃度較低；低于8％的抽排瓦斯占比越來越大，既不能民用、又不能用于內燃機發電，瓦斯提純(或提濃)也由于其不安全和不經濟等因素而沒得到推廣和應用。

煤礦瓦斯高溫蓄熱氧化裝置(下簡稱“瓦斯氧化裝置”)，能夠通過高溫環境(900℃～1100℃)將煤礦中乏風或抽排瓦斯中的低濃度甲烷進行氧化處理，產生的熱量通過外部熱利用設備加以熱能的高效應用，然而，現有瓦斯氧化裝置未能將前端瓦斯安全輸送、瓦斯蓄熱氧化裝置、后端熱利用設備合理統籌匹配，導致熱利用效率低，且安全性差，因此如何確保將上述瓦斯綜合利用，輸送安全是當前的一大技術難題。

發明內容

本發明旨在提供煤礦一種煤礦瓦斯高溫蓄熱氧化制取飽和蒸汽的系統，該系統能夠實現對低濃度瓦斯有效氧化，充分利用瓦斯氧化釋放的巨大熱量，制取飽和蒸汽，替代煤礦原有燃煤鍋爐。

為實現上述目的，本申請提供一種煤礦低瓦斯高溫蓄熱氧化制取飽和蒸汽系統，包括依次連接的瓦斯摻混單元、瓦斯氧化單元和蒸汽鍋爐單元，所述瓦斯摻混單元包括瓦斯混合器、空氣瓦斯摻混器、第一瓦斯濃度監測儀、第二瓦斯濃度監測儀、安全放散閥、安全阻火器、管道放散閥、切斷閥以及第二瓦斯濃度監測儀，所述瓦斯混合器的進氣端連接有多路瓦斯進氣管，所述空氣瓦斯摻混器具有第一進氣端和第二進氣端，所述瓦斯混合器的出氣端與空氣瓦斯摻混器的第一進氣端通過第一管路連通，所述第一管路的進氣端至出氣端依次裝設有第一瓦斯濃度監測儀、安全放散閥、安全阻火器、管道放散閥、流量調節閥以及切斷閥；所述空氣瓦斯摻混器的第二進氣端連接有乏風管路或空氣管路；

所述瓦斯氧化單元包括第一風機、切換閥、第一蓄熱室、第二蓄熱室、氧化室、燃燒器以及低溫煙氣排放管道，所述切換閥具有一個進氣端、兩個進出氣交替端及一個出氣端，所述切換閥的進氣端與空氣瓦斯摻混器的出氣端通過第二管路連通，所述第二管路的進氣端至出氣端依次裝設有第二瓦斯濃度監測儀和第一風機，所述切換閥的兩個進出氣端分別與第一蓄熱室、第二蓄熱室的進出氣端連接，所述切換閥的出氣端連接有低溫煙氣排放管道，所述切換閥交替向第一蓄熱室或第二蓄熱室單獨供氣，當切換閥向第一蓄熱室和第二蓄熱室中的任一供氣時，所述第一蓄熱室或第二蓄熱室中的另一個則與切換閥的出氣端連通，所述氧化室的進氣端均與第一蓄熱室、第二蓄熱室的出氣端連通，所述燃燒器的點火端設于氧化室內；