本發(fā)明涉及一種煤礦瓦斯除塵增壓一體化工藝方法，其特點(diǎn)為采用定-轉(zhuǎn)子除塵技術(shù)進(jìn)行瓦斯除塵的同時(shí)，對(duì)輸送體系增壓以改善瓦斯混合效果的工藝方法，屬于化工及傳遞領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

礦井產(chǎn)瓦斯氣發(fā)電常有瓦斯來源因壓力不同而產(chǎn)生氣量及混合濃度不均的問題。通常在有高濃度瓦斯和低濃度瓦斯時(shí)，采用氣體混合后一并進(jìn)瓦斯發(fā)電機(jī)組發(fā)電。

在瓦斯氣混合過程中，由于不同濃度瓦斯的氣源壓力不同，通常表現(xiàn)為只有高氣壓瓦斯氣到達(dá)內(nèi)燃機(jī)組，或者瓦斯?jié)舛炔▌?dòng)劇烈等情況。前者對(duì)低氣壓瓦斯氣的利用不足，后者易損傷內(nèi)燃機(jī)組壽命，以及增加不安全因素等。

同時(shí)，瓦斯氣中的煤塵也會(huì)帶來管道阻火器堵塞造成氣源壓力不等，它還會(huì)對(duì)內(nèi)燃機(jī)氣缸造成磨損，需做除塵處理。瓦斯氣作為易燃易爆氣體不能采用常規(guī)的靜電或者干法除塵手段，而一般的濕法除塵占地面積較大，效率一般同時(shí)還會(huì)帶來輸送系統(tǒng)壓力損失。

針對(duì)以上問題，本公司提供了一種采用定-轉(zhuǎn)子除塵及可控增壓一體化工藝方法，具體是引入定-轉(zhuǎn)子設(shè)備(ZL 200440042631.6)，并針對(duì)瓦斯除塵及增壓做了結(jié)構(gòu)改進(jìn)作為關(guān)鍵設(shè)備，目的是高效除塵同時(shí)可控增壓，以促進(jìn)壓力不同瓦斯氣源的混合效果，達(dá)到充分利用瓦斯氣，提升發(fā)電設(shè)備壽命及效率的作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種煤礦瓦斯除塵增壓一體化工藝方法，具體內(nèi)容包含實(shí)施方法所采用的工藝流程及關(guān)鍵設(shè)備結(jié)構(gòu)。

工藝流程說明

本發(fā)明提供的工藝方法采用以下主要設(shè)備：

除塵增壓器、旋風(fēng)混合器、沉淀澄清池、循環(huán)泵及渣漿泵。

采用上述設(shè)備對(duì)不同濃度瓦斯氣進(jìn)行除塵增壓的過程中，采用以下工藝流程：

高濃度瓦斯氣進(jìn)入到除塵增壓器I中，與循環(huán)泵從沉淀澄清池中輸送回來的工藝水在除塵增壓器I中進(jìn)行高速混合；在此過程中，工藝水被除塵增壓器內(nèi)的定子與轉(zhuǎn)子高速剪切撕裂成為小液滴和液膜，極大的增加了液體比表面積，同時(shí)塵埃在離心力的作用下其表觀空氣動(dòng)力學(xué)直徑變大，更易沉降團(tuán)聚而被液體捕捉，達(dá)到高效除塵的目的；瓦斯氣通過除塵增壓器時(shí)隨轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，其動(dòng)能明顯增加，經(jīng)過動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)換達(dá)到增壓目的，且增壓效果可控；氣液混合物隨后排出至旋風(fēng)混合器中，含塵工藝水從旋風(fēng)混合器下部流至沉淀澄清池中。

與高濃度瓦斯氣除塵增壓原理相同，低濃度瓦斯氣進(jìn)入到除塵增壓器II中，進(jìn)行除塵增壓，其氣液混合物在旋風(fēng)混合器中分離，含塵工藝水從旋風(fēng)混合器下部流至沉淀澄清池中。

經(jīng)過增壓的高濃度瓦斯及低濃度瓦斯在旋風(fēng)混合器中混合，經(jīng)旋風(fēng)混合器頂部的循環(huán)水加濕后輸送至瓦斯發(fā)電機(jī)組；在混合的過程中，由于混合比例由高低濃度瓦斯氣的增壓幅度控制，混合后的瓦斯氣濃度經(jīng)控制可穩(wěn)定在高濃度瓦斯氣及低濃度瓦斯氣之間的任意濃度選擇值。

沉淀澄清池池底有管道通過渣漿泵定期外排泥漿，澄清液通過循環(huán)泵分別輸送回旋風(fēng)混合器、除塵增壓器I和除塵增壓器II中。沉淀澄清池上部設(shè)有排空口、工藝水補(bǔ)充口。

關(guān)鍵設(shè)備結(jié)構(gòu)說明

除塵增壓器采用為除塵而改進(jìn)結(jié)構(gòu)的定-轉(zhuǎn)子設(shè)備，瓦斯氣入口設(shè)在定子及外殼側(cè)頂部，沿旋轉(zhuǎn)軸軸向中心進(jìn)氣；瓦斯進(jìn)氣口旁設(shè)有除塵工藝水噴入口，物料出口設(shè)在殼體沿旋轉(zhuǎn)圓周切線方向。

改進(jìn)結(jié)構(gòu)的除塵增壓器采用以下兩種結(jié)構(gòu)其中的一種：

1.定子采用柱銷結(jié)構(gòu)，且柱銷截面均為圓形，轉(zhuǎn)子采用同心圓環(huán)，且在圓周展開面上開孔，孔為圓型；

2.定子和轉(zhuǎn)子均采用柱銷結(jié)構(gòu)，且柱銷截面均為圓形。

本發(fā)明的有益效果

采用了本發(fā)明的瓦斯除塵增壓一體化工藝技術(shù)，可達(dá)到以下有益效果：

1.可大幅度減少除塵及增壓設(shè)備的占地面積

2.對(duì)明顯有壓差的高低濃度瓦斯混合效果極大改善，提高了低壓瓦斯的利用率

3.對(duì)壓差小的瓦斯混合間歇流情況的改善，減少了由于濃度不穩(wěn)帶來的發(fā)電機(jī)震顫，延長(zhǎng)了發(fā)電機(jī)組的壽命

4.除塵效率高達(dá)99％以上，出口塵含量不大于10mg/m³

附圖說明

圖1為煤礦瓦斯除塵增壓一體化工藝方法的流程示意圖。

圖2為同心圓環(huán)式除塵增壓器的進(jìn)出氣及結(jié)構(gòu)示意圖，其中2-1為除塵增壓器平視旋轉(zhuǎn)軸向截面結(jié)構(gòu)示意圖，2-2為俯視除塵增壓器示意圖，2-3為俯視除塵增壓器同心圓環(huán)截面結(jié)構(gòu)示意圖，2-4為同心圓環(huán)的圓周展開面的開孔示意圖，A為工藝水噴淋入口，B為瓦斯入口，C為瓦斯及工藝水出口，D為外殼及定子，E為轉(zhuǎn)子。

圖3為圓柱銷式除塵增壓器的進(jìn)出氣及結(jié)構(gòu)示意圖，其中3-1為除塵增壓器平視旋轉(zhuǎn)軸向截面結(jié)構(gòu)示意圖，3-2為俯視除塵增壓器示意圖，3-3為俯視除塵增壓器圓柱銷截面結(jié)構(gòu)示意圖，A為工藝水噴淋入口，B為瓦斯入口，C為瓦斯及工藝水出口，D為外殼及定子，E為轉(zhuǎn)子。

具體實(shí)施例

實(shí)施例1

煤礦抽放泵站氣源情況

高濃度瓦斯氣，瓦斯含量24％～26％，標(biāo)況氣量10800m³/h，發(fā)電站前檢測(cè)輸送壓力6.5kpa～9kpa，塵含量約1100mg/m³；

低濃度瓦斯氣，瓦斯含量16％～18％，標(biāo)況氣量12000m³/h，發(fā)電站前檢測(cè)輸送壓力6.2kpa～8.7kpa，塵含量約700mg/m³；

改造前，發(fā)電機(jī)組前壓力波動(dòng)范圍1kpa～3kpa

實(shí)施除塵增壓混合工藝后：

采用圓柱銷式除塵增壓器，增壓調(diào)節(jié)至高低濃度瓦斯輸送壓力比約1∶1時(shí)，出口檢測(cè)塵含量約7mg/m³，出口瓦斯含量21％，發(fā)電機(jī)組前壓力恒定5kpa。

實(shí)施例2

煤礦抽放泵站氣源情況

高濃度瓦斯氣，瓦斯含量28％～29％，標(biāo)況氣量27000m³/h，發(fā)電站前檢測(cè)輸送壓力7kpa，塵含量約600mg/m³；

低濃度瓦斯氣，瓦斯含量18％～21％，標(biāo)況氣量22800m³/h，發(fā)電站前檢測(cè)輸送壓力6.2kpa，塵含量約500mg/m³；

改造前，發(fā)電機(jī)組前壓力波動(dòng)2kpa～3kpa

實(shí)施除塵增壓混合工藝后：

采用同心圓式除塵增壓器，增壓調(diào)節(jié)至高低濃度瓦斯輸送壓力比約1∶1時(shí)，出口檢測(cè)塵含量約5mg/m³，出口瓦斯含量25％，發(fā)電機(jī)組前壓力恒定6kpa。