带有燃烧器启动的煤矿乏风预热催化氧化器

摘要

本发明提供一种带有燃烧器启动的煤矿乏风预热催化氧化器，属于超低浓度甲烷氧化技术领域，包括乏风送风系统、设置在壳体内的预热器和反应室、燃烧器加热启动系统、进气系统、取热系统和测量与控制系统，其中在反应室内沿着气体流动方向依次布置着均温均流床层和催化氧化床层，燃烧器加热启动系统产生的热风被送入进气系统。在反应室加热启动后，乏风进入预热器被加热升温，在催化氧化床层内氧化成二氧化碳和水，氧化后的热气体一部分进入取热系统进行取热利用，另一部分进入预热器，将热量逐渐传递给进入预热器的新鲜乏风而降温，然后通过废气出口排入大气。本发明具有结构紧凑、功耗低、运行简单、可靠性高、燃料灵活等优点。

主权项

一种带有燃烧器启动的煤矿乏风预热催化氧化器，包括乏风送风系统、设置在壳体(2)内的预热器(1)和反应室(7)、燃烧器加热启动系统、进气系统、取热系统和测量与控制系统，其特征在于：乏风送风系统包括第一乏风输送管路(29)第二乏风输送管路(34)和主风机(35)，其中第二乏风输送管路(34)的一端与矿井乏风出口连通，另一端经主风机(35)连通第一乏风输送管路(29)；壳体(2)内壁设有第一保温隔热层(3)，预热器(1)采用间壁式气‑气换热器，预热器乏风入口(28)穿过第一保温隔热层(3)，伸出到壳体(2)外部与第一乏风输送管路(29)连通，预热器乏风出口(4)穿过第一保温隔热层(3)，伸出到壳体(2)外部与第二热风连接管(25)连通，预热器热风入口(6)与反应室(7)连通，预热器废气出口(36)与外界大气相连通；反应室(7)内沿着气体流动方向依次布置着均温均流床层(10)和催化氧化床层(9)，其中均温均流床层(10)由大孔隙率的蜂窝陶瓷蓄热体堆积构成，蜂窝陶瓷蓄热体上有若干圆形、方形或多边形的孔隙，催化氧化床层(9)内充填催化剂，催化剂是以小孔隙率的堇青石蜂窝陶瓷为载体，三氧化二铝为第二载体，Pt、Pd为主要活性成分，用高分散率均匀分布的方法制备而成，均温均流床层(10)与催化氧化床层(9)之间留有2～10mm的间隙，均温均流床层(10)与催化氧化床层(9)远离间隙的一侧均设有固定网(8)，固定网(8)的四周与第一保温隔热层(3)固定连接；燃烧器加热启动系统包括配风机(19)、空气管(20)、第一调节阀(21)、燃烧器(22)、配风器(23)和高温闸阀(24)，配风机(19)的出口经设有第一调节阀(21)的空气管(20)连通配风器(23)，燃烧器(22)的火管伸到配风器(23)内部，配风器(23)的输出端经高温闸阀(24)连通进气系统；进气系统包括第二热风连接管(25)、热风混合器(17)、第一热风连接管(15)和扩口管(11)，其中热风混合器(17)包括混合器主管(40)和热风管(41)，热风管(41)的入口接高温闸阀(24)，出口探入混合器主管(40)内，混合器主管(40)的输入端与第二热风连接管(25)连通，输出端经第一热风连接管(15)连通扩口管(11)，扩口管(11)内布置着多个导流板(12)，且高温闸阀(24)、第二热风连接管(25)、第一热风连接管(15)、扩口管(11)和混合器主管(40)的外表面均设有第二保温隔热层(16)；取热系统包括设有第三保温隔热层(39)的抽气管(37)和第二调节阀(38)，第二调 节阀(38)设置在抽气管(37)上，抽气管(37)的进气端与反应室(7)连通；测量与控制系统包括：测控单元(27)；设置在第一乏风输送管路(29)上的压力传感器(30)、浓度传感器(31)和流量计(32)，分别用于测量第一乏风输送管路(29)中乏风的压力、浓度和流量；设置在第二热风连接管(25)上的第五温度传感器(26)，用于测量第二热风连接管(25)内乏风的温度；设置在第一热风连接管(15)末端的第三温度传感器(14)，用于测量第一热风连接管(15)末端的乏风的温度；设置在热风管(41)内的第四温度传感器(18)；设置在均温均流床层(10)的蜂窝陶瓷蓄热体内部的第二温度传感器(13)，用于测量均温均流床层(10)的温度；设置在催化氧化床层(9)的催化剂载体内部的第一温度传感器(5)，用于测量催化氧化床层(9)的温度；设置在废气出口(36)处的第六温度传感器(33)，用于测量废气出口的温度；第一温度传感器(5)、第二温度传感器(13)、第三温度传感器(14)、第四温度传感器(18)、第五温度传感器(26)、第六温度传感器(33)、压力传感器(30)、浓度传感器(31)、流量计(32)的输出端与测控单元(27)相连，第一调节阀(21)、第二调节阀(36)和高温闸阀(24)的控制端通过信号线与测控单元(27)相连。