一種緊湊型瓦斯氧化裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種緊湊型瓦斯氧化裝置。
【背景技術】
[0002]煤是一種重要的一次能源，在其形成的過程中伴隨產生了煤層氣，其主要成分為甲烷。煤層氣開采方式不同，其中甲烷含量會有顯著不同，主要分為三類:1、可通過地面鉆井進行開采的煤層氣，采出的煤礦瓦斯甲烷含量多大于80%的(約占煤礦總瓦斯量的1%)，其成份與天然氣接近。此類煤層氣應用相對簡單成熟。2、通過井下的瓦斯抽放系統(tǒng)以及地面的輸氣系統(tǒng)排出的瓦斯，采出的甲烷濃度范圍在3%-80%之間(約占總煤層氣量的15%左右，其中大部分的濃度低于30%)。濃度為3%-30%的中低濃度瓦斯?jié)舛葏^(qū)間和瓦斯爆炸濃度區(qū)間有較大重疊，其利用較少。3、通過煤礦通風系統(tǒng)排出的煤礦瓦斯，甲烷含量一般低于0.75%。為了保證生產安全，需在煤礦開采前通入大量空氣用來稀釋礦井內的空氣，使其甲院濃度大幅降低，然后再排入大氣。這種被排放到大氣中的甲烷濃度低于1%的氣體，被稱為煤礦乏風或煤礦通風瓦斯。據(jù)有關統(tǒng)計，我國每年排放的煤層氣量大約為190億m3，為世界第一，是西氣東輸?shù)奶烊粴饬?20億m3的1.5倍以上，浪費了大量的能源。另外，甲烷的溫室效應是0)2的21倍，對臭氧的破壞能力是CO 2的7倍。如此巨大的排放量對環(huán)境危害極大。有效減排這部分污染并利用其中的能源，有十分重要的意義。
[0003]目前，對于甲烷濃度低于10%的礦井抽采瓦斯還沒有合適的處理利用方法，絕大部分都直接排放到大氣中。只有極少部分煤礦將這部分瓦斯摻入乏風中，通過逆流氧化裝置(TFRR)進行氧化銷毀。這種銷毀方式環(huán)境效益明顯，但是能源利用效率較低，且裝置非常龐大，投資成本高。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種熱回收率高，投資成本低的緊湊型瓦斯氧化裝置。
[0005]為解決上述問題，本實用新型采用如下技術方案:
[0006]一種緊湊型瓦斯氧化裝置，包括第一級逆流氧化裝置、第二級催化氧化裝置和第三級催化氧化裝置，所述第一級逆流氧化裝置、第二級催化氧化裝置和第三級催化氧化裝置依次連接，所述第一級逆流氧化裝置包括有瓦斯?jié)舛葌鞲衅饕?、風機一、混氣罐一、四通閥、高溫煙氣出口，所述第二級催化氧化裝置包括有瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞫?、風機二、混氣罐二、電動閥門二、電動閥門三、混氣罐三、熱電偶一和催化反應器一，所述第三級催化氧化裝置包括有風機三、混氣罐四、電動閥門四、熱電偶二、催化反應器二和電動閥門五。
[0007]作為優(yōu)選，所述瓦斯?jié)舛葌鞲衅饕弧L機一、混氣罐一、四通閥和高溫煙氣出口依次連接。
[0008]作為優(yōu)選，所述瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞫?、風機二、混氣罐二、電動閥門二、電動閥門三、
混氣罐三、熱電偶一和催化反應器一依次連接。
[0009]作為優(yōu)選，所述風機三、混氣罐四、電動閥門四、熱電偶二、催化反應器二和電動閥門五依次連接。
[0010]作為優(yōu)選，高溫煙氣出口安裝有蜂窩催化劑。
[0011]作為優(yōu)選，所述風機一和風機二為防爆風機。
[0012]本實用新型的有益效果是:通過將一定濃度的抽采瓦斯氣與逆流氧化裝置提取的高溫煙氣進行混合，然后直接進入催化反應器進行反應進一步產生高溫煙氣。反應高效、能量損失小，催化反應器體積緊湊，并且可根據(jù)需要設置多級催化反應器，大幅降低設備投資成本，減少占地面積。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型一種緊湊型瓦斯氧化裝置的四通閥啟動狀態(tài)示意圖。
[0014]圖2為本實用新型一種緊湊型瓦斯氧化裝置的四通閥運行狀態(tài)示意圖。
[0015]其中，1.瓦斯?jié)舛葌鞲衅饕弧?.手動閥門一、3.電動閥門一、4.風機一、5.混氣罐一、6.瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞫?.四通閥、8.熱電偶、9.蓄熱床、10.燃燒室、11.燃燒室熱電偶、12.燃燒器、13.高溫煙氣出口、14.裝置外殼及保溫層、15.手動閥門二、16.電動閥門二、17.風機二、18.混氣罐二、19.電動閥門三、20.電動閥門四、21.電動閥門五、22.混氣罐三、23.熱電偶一、24.催化反應器一、25.混氣罐四、26.熱電偶二、27.催化反應器二、28.電動閥門五、29.鍋爐、30.電動閥門六、31.風機三。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，瓦斯氣分兩路進行氧化，第一路瓦斯氣進入逆流氧化裝置進行氧化，第二路瓦斯氣通過第二級的催化燃燒系統(tǒng)和第三級的催化燃燒系統(tǒng)進行氧化。氧化的產生的高溫煙氣進入鍋爐進行利用。
[0017]先運行逆流氧化裝置部分，啟動燃燒器12對燃燒室和蓄熱體進行加熱。加熱過程開啟手動閥門一 2，啟動風機一 4，風量為正常運行風量的十分之一，同時，四通閥7以一定的時間間隔進行切換，使燃燒室10和蓄熱體達到均勻受熱的目的。當蓄熱體最上端熱電偶8的溫度達到800°C后預熱過程結束，風機一 4的風量調至工作狀態(tài)，自動閥門根據(jù)瓦斯?jié)舛葌鞲衅饕?I的信號調節(jié)開度，使其濃度在設定的范圍。瓦斯氣進入混氣罐一 5后通過四通閥7進入左側蓄熱體蓄熱，然后進入燃燒室10氧化放熱形成高溫煙氣。隨后高溫煙氣進入右側的蓄熱床9傳熱給蓄熱體，最后溫度較低的煙氣排出系統(tǒng)。當右側蓄熱床9達到一定溫升后，四通閥7切換，瓦斯氣從右側蓄熱床進入燃燒室10，左側蓄熱床9排出，見圖2。通過四通閥7的切換，使逆流氧化裝置穩(wěn)定運行。當瓦斯?jié)舛瘸^蓄熱氧化裝置所需要的自維持濃度(一般為0.3-0.4%)時，多余的熱量會使燃燒室10溫度升高。電動閥門五21根據(jù)燃燒室熱電偶11的溫度進行開關或調節(jié)大小。高溫煙氣進入混氣罐三22，當熱電偶一23達到一定溫度數(shù)值后，電動閥門三19開啟，一定濃度的抽采瓦斯氣進入混氣罐與熱煙氣混合，維持混氣罐瓦斯氣的溫度在催化劑的起燃溫度之上。混氣罐三22的瓦斯氣進入催化反應器一 24，瓦斯氣進一步催化氧化放出熱量，形成高溫煙氣，進入混氣罐四25，當熱電偶二 26達到一定溫度數(shù)值后，電動閥門四20打開，另一路的瓦斯氣進入與高溫煙氣混合，使混氣罐內的瓦斯氣溫度在催化劑起燃溫度之上?；鞖夤匏?5的瓦斯氣進入催化反應器二27進行催化反應，形成高溫煙氣后進入鍋爐29進行熱能利用。最后煙氣通過電動閥門六30，風機三31排出系統(tǒng)。
[0018]第二路瓦斯氣是通過風機二 17引入，通過濃度傳感器二 6的信號調節(jié)電動閥門二16的開度進行濃度調節(jié)。
[0019]本實用新型的有益效果是:通過將一定濃度的抽采瓦斯氣與逆流氧化裝置提取的高溫煙氣進行混合，然后直接進入催化反應器進行反應進一步產生高溫煙氣。反應高效、能量損失小，催化反應器體積緊湊，并且可根據(jù)需要設置多級催化反應器，大幅降低設備投資成本，減少占地面積。
[0020]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何不經過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新保護范圍為準。
【主權項】
1.一種緊湊型瓦斯氧化裝置，其特征在于:包括第一級逆流氧化裝置、第二級催化氧化裝置和第三級催化氧化裝置，所述第一級逆流氧化裝置、第二級催化氧化裝置和第三級催化氧化裝置依次連接，所述第一級逆流氧化裝置包括有瓦斯?jié)舛葌鞲衅饕?、風機一、混氣罐一、四通閥、高溫煙氣出口，所述第二級催化氧化裝置包括有瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞫?、風機二、混氣罐二、電動閥門二、電動閥門三、混氣罐三、熱電偶一和催化反應器一，所述第三級催化氧化裝置包括有風機三、混氣罐四、電動閥門四、熱電偶二、催化反應器二和電動閥門五。2.根據(jù)權利要求1所述的緊湊型瓦斯氧化裝置，其特征在于:所述瓦斯?jié)舛葌鞲衅饕?、風機一、混氣罐一、四通閥和高溫煙氣出口依次連接。3.根據(jù)權利要求1所述的緊湊型瓦斯氧化裝置，其特征在于:所述瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞫?、風機二、混氣罐二、電動閥門二、電動閥門三、混氣罐三、熱電偶一和催化反應器一依次連接。4.根據(jù)權利要求1所述的緊湊型瓦斯氧化裝置，其特征在于:所述風機三、混氣罐四、電動閥門四、熱電偶二、催化反應器二和電動閥門五依次連接。5.根據(jù)權利要求1所述的緊湊型瓦斯氧化裝置，其特征在于:高溫煙氣出口安裝有蜂窩催化劑。6.根據(jù)權利要求1所述的緊湊型瓦斯氧化裝置，其特征在于:所述風機一和風機二為防爆風機。
【專利摘要】本實用新型公開一種緊湊型瓦斯氧化裝置，包括第一級逆流氧化裝置、第二級催化氧化裝置和第三級催化氧化裝置，所述第一級逆流氧化裝置、第二級催化氧化裝置和第三級催化氧化裝置依次連接，所述第一級逆流氧化裝置包括有在線濃度檢測儀、風機一、濃度控制系統(tǒng)、混氣罐一、四通閥和熱風出口，所述第二級催化氧化裝置包括有高溫煙氣管道一、風機二、電動閥門二、混氣罐二和催化反應器一，所述第三級催化氧化裝置包括有高溫煙氣管道二、風機三、電動閥門五、混氣罐四和催化反應器二；該緊湊型瓦斯氧化裝置熱回收率高，投資成本低。
【IPC分類】F23G7/07, B01D53/72, B01D53/86
【公開號】CN204619740
【申請?zhí)枴緾N201520117056
【發(fā)明人】高日新
【申請人】廣州朗譜新能源科技有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年2月26日