一种煤矿乏风及抽放瓦斯的掺混处理系统的制作方法_3

文档序号:9623684阅读:来源:国知局
装在距离乏风输送管道7a小于2米范围内,距离抑爆装置不大于20米范围内;一旦火焰传感器探测到前方爆炸,抑爆装置会立即启动,将爆炸抑制,并隔断爆炸传播,系统总响应时间<12mso该抑爆装置13可采用二氧化碳主动抑爆装置。
[0081]所述的混合器Μ可以设计为静态掺混器9,也可以设计为导流板8 ;而在本实施例中,混合器Μ为静态掺混器9与导流板8的组合,所述的导流板8设置于乏风输送管道7a和抽放瓦斯连接管道4的交汇处附近。所述的静态掺混器9设置于乏风输送管道7a和抽放瓦斯连接管道4的交汇处的下游。所述的混合气体输送管道7b在静态掺混器9的下游设置有除雾脱水装置10,所述的除雾脱水装置10内通过平行排列的波纹板形成若干个供气流输送的通道,使得气流在与板面接触后,将气体中较重的液滴打在板面上,再凝聚成大水滴后可沿波纹板从排液管流出管道,而将脱除水滴后的干燥气体送入蓄热式高温氧化装置12内,提高蓄热式高温氧化装置12热效率。由于所述的除雾脱水装置10仅通过波纹板进行脱水处理,导电材料的使用避免了静电充电所带来的引燃源。
[0082]利用上述煤矿乏风及抽放瓦斯的掺混处理系统,进行瓦斯处理的工作原理为:
[0083]首先,煤矿地面抽采栗站1的抽放瓦斯由于瓦斯水环栗出口正压输送至抽放瓦斯排空管2内,并进入抽放瓦斯引风罩3。当蓄热式高温氧化装置12停运时,乏风输送管道7a和抽放瓦斯连接管道4内为正压,瓦斯采集率为0%,与抽放瓦斯排空管2连接段内的气体由于射流作用,能够反向流入抽放瓦斯引风罩3内,有效避免瓦斯泄漏至乏风输送管道7a内,抽放瓦斯通过抽放瓦斯引风罩3上端口(扩散口 )排放至大气当中,同时乏风扩散塔5内的乏风可经其上端设有的乏风引风罩6排放至大气当中;而当蓄热式高温氧化装置12运行时,依靠混合气体输送管道7b内安装的引风机11的驱动,乏风扩散塔5内的乏风也通过引风机11负压吸入乏风输送管道7a内,乏风输送管道7a内存在的强大负压使得抽放瓦斯弓丨风罩3罩体侧壁的引风孔处产生负压,将抽放瓦斯吸引至抽放瓦斯连接管道4内,进一步进入乏风输送管道7a内的抽放瓦斯与乏风混合稀释至甲烷浓度1.5%以下,通过导流板8和静态掺混器9两次掺混均匀,经除雾脱水装置10脱除液滴后输送至蓄热式高温氧化装置12进行氧化处理,将最终产物二氧化碳和水排放至大气环境中。
[0084]另外,如图1所示,所述的乏风输送管道7a在靠近乏风引风罩6排气口的一侧设有乏风风源调节阀16,乏风输送管道7a与抽放瓦斯连接管道4的交汇点上游或附近设有压力传感器17,该压力传感器17通过监测乏风输送管道7a内掺混前的气体压力,对乏风风源调节阀16进行闭环自动调节,使得抽放瓦斯连接管道4内产生恒定负压,实现在抽放瓦斯排空管2对大气开放的条件下,绝大部分瓦斯被抽取到抽放瓦斯连接管道4内。
[0085]所述的混合气体输送管道7b在静态掺混器9的下游设有测量仪18,所述的测量仪18可采用流量计或压力传感器,该测量仪18通过监测混合气体输送管道7b内掺混后的气体压力,对引风机11进行闭环变频控制,实现乏风输送管道内气体流量的控制。
[0086]所述的混合气体输送管道7b在静态掺混器9的下游设有甲烷浓度监测器19,通过甲烷浓度连续在线监测,对抽放瓦斯连接管道4上设有的抽放瓦斯调节阀15进行闭环自动调节,实现掺混后瓦斯浓度的控制,可以保证掺混后的乏风浓度不超过1.5%。
[0087]所述的甲烷浓度监测器19能够快速反应,优选为红外式甲烷监测器。
[0088]所述的导流板8可设置于乏风输送管道7a和抽放瓦斯连接管道4的交汇处附近,实现预掺混。其后一定距离设置静态掺混器9保证乏风与低浓度抽放瓦斯掺混均匀,不发生分层现象。
[0089]所述的混合气体输送管道7b在靠近引风机11入口的一侧设有隔离阀20,该隔离阀20通过甲烷浓度监测器19的监测结果控制其开关。
[0090]所述甲烷浓度监测器19与隔离阀20之间的管道距离要求大于气体输送的距离,该输送的距离满足要求为:管道内气体经过甲烷浓度监测器的2秒反应时间、隔离阀2秒内关闭时间所输送的距离;以保证当甲烷浓度监测器19检测到甲烷浓度超过1.8%后,蓄热式高温氧化装置入口处设置的隔离阀20可以紧急关闭,保证系统安全。
[0091]所述的混合气体输送管道7b在隔离阀20的上游设有紧急排空管23。所述的紧急排空管23的上端口直接与大气连通,该紧急排空管23上设有排空阀21和排空风机22。当蓄热式高温氧化装置12停运后,通过闭环控制排空阀门21开启及排空风机22启动,利用排空风机22产生的负压从乏风引风罩6抽取乏风吹扫乏风输送道7后,将乏风输送管道7内残留瓦斯经紧急排空管23排入大气,有效避免乏风输送管道7内残留的瓦斯所带来的安全隐患,保障系统安全。
[0092]实施例二
[0093]如图2所示,为本发明的一种煤矿乏风及低浓度抽放瓦斯的掺混处理系统,该掺混处理系统包括:乏风引风罩6、乏风输送管道7a、抽放瓦斯连接管道4、混合器、混合气体输送管道7b、引风机11和蓄热式高温氧化装置12。与实施例一不同之处在于:还包括烟囱27和蒸汽锅炉31,所述的烟囱27通过设有的清洁气体输送管道26与蓄热式高温氧化装置12连通,用于将蓄热式高温氧化装置12氧化处理产生的清洁气体排入大气;所述的清洁气体输送管道26设有清洁气体阀28,用于控制清洁气体输送管道26的开闭。所述的蒸汽锅炉31和烟囱27均通过设有的热风输送管道30与蓄热式高温氧化装置12连通,该蒸汽锅炉31用于吸收蓄热式高温氧化装置12产生的高温热风进行热能利用;所述的热风输送管道30设有热风阀29和热风旁通阀32,所述的热风阀29用于控制热风输送管道30与蒸汽锅炉31的通断,所述的热风旁通阀32用于控制热风输送管道30与烟囱27的通断。
[0094]由甲烷输入至蓄热式高温氧化装置12后转化生成的多余热能以超过800摄氏度的热风形式输送至蒸汽锅炉31内。该能量的释放通常由一个安装于蓄热式高温氧化装置12燃烧室内的温度传感器33、热风阀29和热风旁通阀32进行监控。此时如果蒸汽锅炉31没有连接到系统,或者蒸汽锅炉31未启动,热风将从旁路通过热风旁通阀32直接输入至清洁气体输送管道26。
[0095]另外,在本实施例中,所述的混合器设计为静态掺混器9,所述的静态掺混器9设置于乏风输送管道7a和抽放瓦斯连接管道4的交汇处的下游。且未设置乏风风源调节阀16和与其配合的压力传感器17。
[0096]实施例三
[0097]如图3所示,为本发明的一种煤矿乏风及低浓度抽放瓦斯的掺混处理系统,该掺混处理系统包括:乏风引风罩6、乏风输送管道7a、抽放瓦斯连接管道4、混合器、混合气体输送管道7b、引风机11和蓄热式高温氧化装置。与实施例一不同之处在于:本实施例中包含多个蓄热式高温氧化装置(图中所示的12a、12b...12x),所述的混合气体输送管道7b上设有多路混合气体输送管道25,所述的多路混合气体输送管道25上并行连通若干个蓄热式高温氧化装置,在每个蓄热式高温氧化装置的上游均设有隔离阀(图中所示的20a、20b…20x)和引风机(图中所示的lla、llb*"llx)。所有的蓄热式高温氧化装置通过对应的隔离阀控制,保持同时运行或者保持一个或多个装置关闭。
[0098]每个蓄热式高温氧化装置均通过设有的清洁气体输送管道(图中所示的26a、26b…26x)将其产生的清洁气体排入大气,以及通过设有的热风输送管道(图中所示的30a、30lr"30x)将其产生的高温热风输出进行热能利用。
[0099]实施例四
[0100]如图4所示,为本发明的一种煤矿乏风及低浓度抽放瓦斯的掺混处理系统,该掺混处理系统包括:乏风引风罩6、乏风输送管道7a、抽放瓦斯连接管道4、混合器、混合气体输送管道7b、引风机11和蓄热式高温氧化装置12。与实施例一不同之处在于:还包括烟囱27。所述的烟囱27通过设有的清洁气体输送管道26与蓄热式高温氧化装置12连通,用于将蓄热式高温氧化装置12氧化处理产生的清洁气体排入大气;所述的清洁气体输送管道26设有清洁气体阀28,用于控制清洁气体输送管道26的开闭。
[0101]另外,所述混合气体输送管道7b在隔离阀20的上游设有排空进气管23b,所述的排空进气管23b的进气口直接与大气连通,该排空进气管23b上设有排空风机22a和进气阀24 ;所述的乏风输送管道7a设有紧急排空管23a,所述紧急排空管23a设置于乏风输送管道7a与抽放瓦斯连接管道4的交汇点的上游,该紧急排空管23a上设有排空阀21a ;当蓄热式高温氧化装置12停运后,通过闭环控制排空阀21a、进气阀24开启以及排空风机22a的启动,利用排空风机22a从大气中抽取空气,并沿正常流向B相反的方向A吹扫混合气体输送管道7b和乏风输送管道7a后,将管道内残留的瓦斯经紧急排空管23a排入大
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