一种蓄热体循环式含瓦斯气体流态化协同氧化利用系统的制作方法

[0001]
本申请属于环境污染控制与煤矿安全技术及工程领域，尤其涉及一种蓄热体循环式含瓦斯气体流态化协同氧化利用系统。


背景技术：

[0002]
低浓度瓦斯是指甲烷浓度低于30%的煤层气，分为风排瓦斯也称乏风和抽放瓦斯两部分。其中乏风瓦斯是指甲烷浓度低于0.75%的煤矿瓦斯。据相关部门统计，中国每年排空的乏风中甲烷的含量相当于每年西气东输的甲烷含量的1.5倍以上。此外甲烷的温室效应是二氧化碳的21倍，对臭氧层的破坏的能力是二氧化碳的7倍，大量排空的甲烷对环境造成了极大的破坏。
[0003]
目前，对于甲烷浓度低于10%的抽采瓦斯大都直接排空，仅有极少的的煤矿将一部分低浓度瓦斯通过热逆流氧化装置进行氧化处理，但是这种氧化处理方式存在诸多问题，主要有床层温度波动较大，系统装置的复杂化，运动部件的增多使得在现场运行时容易出现故障。此外当装置大型化以后，装置内部的气流分布不均匀，容易导致瓦斯积聚，存在很大安全隐患。


技术实现要素：

[0004]
技术问题：
[0005]
针对现有技术的不足，本申请提供了一种蓄热体循环式含瓦斯气体流态化协同氧化利用系统,解决了目前固定式蓄热体在氧化含瓦斯气体时必须进行周期性换向而导致床温波动大的难题，特别适用于煤矿抽采低浓度瓦斯1%～6%、通风瓦斯≤1%及瓦斯浓度小于6%的油气等超低浓度的voc气体。具有节能、高效、设备结构紧凑、操作方便、投资和运行成本低、有利于氧化装置的大型化等特点。
[0006]
技术方案：
[0007]
为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：
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一种蓄热体循环式含瓦斯气体流态化协同氧化利用系统：所述蓄热体循环式含瓦斯气体流态化协同氧化利用系统包括依次连接的氧化装置本体、尾部烟道和引风系统组成，所述氧化装置本体的下方安装有布风板，所述布风板与氧化装置本体的底板共同构成气室；所述的底板上安装有含瓦斯气体入口和启动燃烧器；所述的氧化装置本体的四周垂直安装有提升机，提升机的外部安装有密封壳；所述提升机的底端与出料口相通，提升机的上端与返料口相通；所述氧化装置本体的上部空间内设有过热器；所述尾部烟道内沿烟气流向依次设有蒸汽发生器和进气预热器；所述氧化装置本体取热所用的工质由锅筒的工质入口进入，锅筒工质出口与蒸汽发生器的蒸汽发生器入口相连，蒸汽发生器的蒸汽发生器出口与锅筒的蒸汽入口相连，锅筒的蒸汽出口与过热器入口相连，过热器出口与蒸汽用户入口相连；空气与高浓度瓦斯同时经过比例混合器后进入启动燃烧器；低浓度含瓦斯气体入口与进气预热器的进气预热器入口相连，进气预热器的进气预热器出口与含瓦斯气体入
口相连。
[0009]
进一步的，所述氧化装置本体为方形结构，提升机均匀布置在氧化装置本体的四周。
[0010]
进一步的，所述工质为水或有机工质。
[0011]
进一步的，所述布风板上均匀开设若干小孔。
[0012]
进一步的，所述小孔的孔口上设有风帽。
[0013]
进一步的，所述布风板的布置以5-20
°
的角度坡向四周出料口。
[0014]
有益效果：
[0015]
本申请提供了一种蓄热体循环式含瓦斯气体流态化协同氧化利用系统，具备以下有益效果：
[0016]
1、本申请所述的空气与高浓度瓦斯同时经过比例混合器后进入启动燃烧器点燃后进入气室，经布风板匀流后进入蓄热体颗粒的填充体向上流动加热填充床用以启动燃烧；这种启动方式比常规使用电加热的方式具有加热范围大，使用寿命长，启动时间短等优点。
[0017]
2、本申请所述的布置在尾部烟道中的过热器、蒸汽发生器、进气预热器能够将氧化燃烧产生的热量从高品位到低品位充分的利用,一方面提高了回收热量的品位，另一方面提高了低浓度瓦斯的进气温度，从而提高了燃烧效率，极大的降低了排烟温度。
[0018]
3、本申请所述的提升机的底端与出料口相通，蓄热体颗粒在提升机的作用下向上提升，后经返料口进入蓄热体填充床上部；通过外部提升装置将使填充床底部的低温蓄热体颗粒输运至填充床顶部，通过控制提升速率从而将高温燃烧区稳定在填充床内部，极大的提高了较低浓度瓦斯氧化燃烧的稳定性。
附图说明
[0019]
图1 为一种蓄热体循环式含瓦斯气体流态化协同氧化利用系统的结构示意图
[0020]
附图标记说明：1、氧化装置本体，2、尾部烟道，3、引风系统，4、布风板，5、底板，6、气室，7、含瓦斯气体入口，8、启动燃烧器，9、提升机，10、出料口，11、密封壳，12、返料口，13、上部空间，14、过热器，15、蒸汽发生器，16、进气预热器，17、工质，18、锅筒，19、工质入口，20、锅筒工质出口，21、蒸汽发生器入口，22、蒸汽发生器出口，23、蒸汽入口，24、蒸汽出口，25、过热器入口，26、过热器出口，27、蒸汽用户入口，28、空气，29、高浓度瓦斯，30、比例混合器，31、低浓度含瓦斯气体入口，32、进气预热器入口，33、进气预热器出口。
具体实施方式
[0021]
下面结合附图对本申请作进一步的详细说明。
[0022]
实施例：参见图1，一种蓄热体循环式含瓦斯气体流态化协同氧化利用系统，包括依次连接的氧化装置本体1、尾部烟道2和引风系统3组成，所述氧化装置本体1的下方安装有布风板4，所述布风板4与氧化装置本体1的底板5共同构成气室6；所述的底板5上安装有含瓦斯气体入口7和启动燃烧器8；所述的氧化装置本体1的四周垂直安装有提升机9，所述氧化装置本体1为方形结构，提升机9均匀布置在氧化装置本体1的四周，提升机9的外部安装有密封壳11；所述提升机9的底端与出料口10相通，提升机9的上端与返料口12相通；所述
氧化装置本体1的上部空间13内设有过热器14；所述尾部烟道2内沿烟气流向依次设有蒸汽发生器15和进气预热器16；所述氧化装置本体1取热所用的工质17由锅筒18的工质入口19进入，所述工质17为水或有机工质，锅筒工质出口20与蒸汽发生器15的蒸汽发生器入口21相连，蒸汽发生器15的蒸汽发生器出口22与锅筒18的蒸汽入口23相连，锅筒18的蒸汽出口24与过热器入口25相连，过热器出口26与蒸汽用户入口27相连；空气28与高浓度瓦斯29同时经过比例混合器30后进入启动燃烧器8；低浓度含瓦斯气体入口31与进气预热器16的进气预热器入口32相连，进气预热器16的进气预热器出口33与含瓦斯气体入口7相连。所述蓄热体为颗粒状惰性介质，颗粒状惰性介质为三氧化二铝、堇青石、莫来石材质，所述布风板4上均匀开设若干小孔，小孔的孔口上设有风帽，布风板4的布置以5-20
°
的角度坡向四周出料口10。
[0023]
首先开启引风系统3，然后将空气28与高浓度瓦斯29同时经过比例混合器30后引入启动燃烧器8点燃后进入气室6，经布风板4匀流后进入蓄热体颗粒的填充体向上流动加热填充床使蓄热体填充床被均匀加热至700-900℃温度用以启动燃烧；后经过尾部烟道2，最后经引风系统3排出。
[0024]
完成启动加热后，低浓度含瓦斯气体经过入口31进入进气预热器16，被预热后，经过含瓦斯气体入口7进入气室6，经布风板4匀流后进入蓄热体颗粒填充床氧化燃烧后经过尾部烟道2，最后经引风系统3排出。
[0025]
底部蓄热体颗粒在提升机9的作用下向上提升，后经返料口12进入蓄热体填充床上部，为了使蓄热体填充床内部的高温区域稳定，通过控制提升机9的提升速率进行控制。
[0026]
待燃烧稳定后，工质17由锅筒18的工质入口19进入，经过锅筒工质出口20进入布置在尾部烟道2的蒸汽发生器15，经过锅筒19的蒸汽出口24进入布置在尾部烟道2的过热器14，最终经过过热器出口26进入蒸汽用户入口27。
[0027]
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性的劳动想到的变化或者替换，都应涵盖在本申请保护范围内。

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