一种极低浓度煤矿瓦斯燃烧装置及方法

摘要

本发明属于煤矿瓦斯治理、减排技术领域，涉及一种极低浓度煤矿瓦斯燃烧装置及方法，以甲烷浓度为3％～5％的极低浓度煤矿瓦斯作为燃料，燃烧后产生650℃～1050℃高温烟气并回收利用。本发明的创新点在于设置蓄热材料预热段(10)和蓄热材料燃烧段(11)；极低浓度煤矿瓦斯先在蓄热材料预热段(10)内预热，在蓄热材料燃烧段(11)内完成燃烧过程并加热蓄热材料燃烧段(11)；蓄热材料燃烧段(11)和高温烟气通过传导、对流和辐射等方式向蓄热材料预热段(10)和未燃极低浓度煤矿瓦斯传递热量，以维持连续、稳定燃烧。本发明以自然条件下无法燃烧的极低浓度瓦斯作为燃料，有效解决了甲烷浓度低于9％的煤矿瓦斯减排问题，且具有对甲烷浓度波动适应性强和热回收效率高等优点。

主权项

一种极低浓度煤矿瓦斯燃烧装置，包括：抽排瓦斯管道、安全输送装置、浓度控制装置、鼓风机、瓦斯燃烧装置本体、余热锅炉、锅炉排烟引风机和烟囱，其特征在于，所述抽排瓦斯管道经安全输送装置与所述浓度控制装置连通，所述鼓风机经空气输送管道Ⅰ与所述浓度控制装置连通，经所述抽排瓦斯管道、安全输送装置的煤矿抽排瓦斯与来自所述鼓风机的空气同时通入所述浓度控制装置，在所述浓度控制装置中混合后成为甲烷浓度3％～5％的极低浓度煤矿瓦斯，所述浓度控制装置的输出端经管道与所述瓦斯燃烧装置本体的瓦斯输入口连通，其中，‑‑所述瓦斯燃烧装置本体的壳体内设置有间壁换热器，所述间壁换热器的内侧设置有蓄热材料预热段和蓄热材料燃烧段；在所述瓦斯燃烧装置本体的一端设置有启动加热装置，另一端设置有高温烟气排出口，在靠近所述高温烟气排出口的瓦斯燃烧装置本体的壳体侧壁上设置有所述瓦斯输入口；所述间壁换热器的一端与所述瓦斯燃烧装置本体的设置有所述瓦斯输入口的一端的端壁密封连接，所述间壁换热器的另一端与所述瓦斯燃烧装置本体的另一端壁留有一定间隙；‑‑所述高温烟气排出口依次与余热锅炉、锅炉排烟引风机、烟囱连通；所述极低浓度煤矿瓦斯进入瓦斯燃烧装置本体后，先通过间壁换热器初步预热至50℃～150℃，然后在蓄热材料预热段内继续吸热，达到极低浓度煤矿瓦斯的燃烧温度后开始燃烧；点燃后的极低浓度煤矿瓦斯流经蓄热材料燃烧段完成燃烧过程并释放部分热量加热蓄热材料燃烧段；温度较高的蓄热材料燃烧段和高温烟气向温度较低的蓄热材料预热段和未燃极低浓度煤矿瓦斯传递热量，以使未燃极低浓度煤矿瓦斯持续达到燃烧温度；从蓄热材料燃烧段流出的高温烟气经余热锅炉回收热量后通过锅炉排烟引风机、烟囱排入大气。