矿井通风瓦斯减排与综合利用装置及方法

摘要

本发明一种矿井通风瓦斯减排及综合利用装置，涉及高温空气燃烧技术，其热氧化床外壳内壁为耐火保温层，保温层围成的通道中心部空腔内充满多孔介质泡沫陶瓷，多孔介质泡沫陶瓷两侧为蓄热陶瓷，蓄热陶瓷的外端，各设一整流器，两整流器外端与外壳两端口密封门之间为空腔；两空腔内各有一管道与换向系统的进、排气管道相通；外壳侧壁两端各设一防爆卸压阀；在外壳中心部侧壁上安装有燃烧器等启动系统设备，燃烧头位于多孔介质泡沫陶瓷外；换热器的盘管设于蓄热陶瓷中；中控系统设于外壳外，由导线将各电动测量和控制设备和控制柜、工控机相连。本发明能够在低能耗的条件下摧毁煤矿乏风中的低浓度甲烷，产生热水或蒸汽，保护环境、充分利用资源。

主权项

一种矿井通风瓦斯减排及综合利用装置，用于煤矿低浓度瓦斯减排及综合利用，包括启动系统、热氧化系统、整流装置、测控系统、能量回收利用系统、换向系统；其中：启动系统包括燃烧器(25)及相关气路/油路(20)；热氧化系统包括外壳(2)、保温层(4)、密封门(1、14)、第一蓄热陶瓷(5)、第二蓄热陶瓷(6)、第三蓄热陶瓷(11)、第四蓄热陶瓷(12)、防爆卸压阀(3、13)和观察窗(9)；整流装置包括整流器(16、28)及多孔介质泡沫陶瓷(8)；测控系统包括测量装置、各电控设备和中控系统(10)；能量回收利用系统包括换热器(26)和相关的进水/排水管(18)；换向系统包括换向阀(22)、第一进排气管道(15)、第二进排气管道(23)、第三进排气管道(29)；其特征在于，外壳(2)由钢板连接而成，截面为矩形或圆柱形；外壳(2)内壁为一层耐火保温层(4)，耐火保温层(4)围成的通道中心部位充满多孔介质泡沫陶瓷(8)，多孔介质泡沫陶瓷(8)一侧通道充满第一蓄热陶瓷(5)和第二蓄热陶瓷(6)，另一侧通道充满第四蓄热陶瓷(12)和第三蓄热陶瓷(11)；第一、第二、第三、第四蓄热陶瓷和多孔介质泡沫陶瓷(8)为氧化床层，是氧化反应的发生场所；第一蓄热陶瓷(5)、第二蓄热陶瓷(6)、第三蓄热陶瓷(11)和第四蓄热陶瓷(12)的外端，相隔一间隙后各设有一气体整流器(16、28)，两气体整流器(16、28)在管道内径向封堵式设置，两气体整流器(16、28)外端距外壳(2)两端口有一距离，外壳(2)两端口分别以密封门(1、14)封闭，使该距离各成一空腔，空腔的外壳(2)侧壁上各设一防爆卸压阀(3、13)；两空腔各有一通道，分别与换向系统的第一进排气管道(15)、第三进排气管道(29)一端相通，第一进排气管道(15)、第三进排气管道(29)另一端分别与换向阀(22)相通，换向阀(22)为四通阀，换向阀(22)第三第四开口与第二进排气管道(23)相通，换向阀(22)在第一、第二、第三进排气管道的进、排气口之间切换；在外壳(2)中心部相对两侧壁上，一侧设有启动系统，另一侧设有观察窗(9)；启动系统包括燃烧器(25)，燃烧器(25)燃烧头位于多孔介质泡沫陶瓷(8)外，与燃烧器(25)相连的是相关气路/油路(20)；能量回收利用系统的换热器(26)盘设于第一蓄热陶瓷(5)、第二蓄热陶瓷(6)、第三蓄热陶瓷(11)、第四蓄热陶瓷(12)中，其盘管穿过耐火保温层(4)和外壳(2)侧壁，吸收甲烷氧化释放的热量，产生热水或蒸汽；换热器(26)进水/排水管(18)上设有相应的电控设备(19、27)，根据进、出口水/蒸汽温度、压力的监测值自动按要求调节进口水的流量；测控系统包括各测量装置、各电控设备(19、21、27)和中控系统(10)；测量装置包括多个热电偶(7)、压力传感器(17)及各电控设备中的流量、浓度测量设备；热电偶(7)和压力传感器(17)分布在各蓄热陶瓷的截面上，测量氧化床层中的温度、压力分布；中控系统(10)设于外壳(2)外，由导线将各电控设备和控制柜、工控机相连。