一种紧凑型瓦斯氧化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种紧凑型瓦斯氧化装置。
【背景技术】
[0002]煤是一种重要的一次能源，在其形成的过程中伴随产生了煤层气，其主要成分为甲烷。煤层气开采方式不同，其中甲烷含量会有显著不同，主要分为三类:1、可通过地面钻井进行开采的煤层气，采出的煤矿瓦斯甲烷含量多大于80%的(约占煤矿总瓦斯量的1%)，其成份与天然气接近。此类煤层气应用相对简单成熟。2、通过井下的瓦斯抽放系统以及地面的输气系统排出的瓦斯，采出的甲烷浓度范围在3%-80%之间(约占总煤层气量的15%左右，其中大部分的浓度低于30%)。浓度为3%-30%的中低浓度瓦斯浓度区间和瓦斯爆炸浓度区间有较大重叠，其利用较少。3、通过煤矿通风系统排出的煤矿瓦斯，甲烷含量一般低于0.75%。为了保证生产安全，需在煤矿开采前通入大量空气用来稀释矿井内的空气，使其甲院浓度大幅降低，然后再排入大气。这种被排放到大气中的甲烷浓度低于1%的气体，被称为煤矿乏风或煤矿通风瓦斯。据有关统计，我国每年排放的煤层气量大约为190亿m3，为世界第一，是西气东输的天然气量120亿m3的1.5倍以上，浪费了大量的能源。另外，甲烷的温室效应是0)2的21倍，对臭氧的破坏能力是CO 2的7倍。如此巨大的排放量对环境危害极大。有效减排这部分污染并利用其中的能源，有十分重要的意义。
[0003]目前，对于甲烷浓度低于10%的矿井抽采瓦斯还没有合适的处理利用方法，绝大部分都直接排放到大气中。只有极少部分煤矿将这部分瓦斯掺入乏风中，通过逆流氧化装置(TFRR)进行氧化销毁。这种销毁方式环境效益明显，但是能源利用效率较低，且装置非常庞大，投资成本高。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种热回收率高，投资成本低的紧凑型瓦斯氧化装置。
[0005]为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种紧凑型瓦斯氧化装置，包括第一级逆流氧化装置、第二级催化氧化装置和第三级催化氧化装置，所述第一级逆流氧化装置、第二级催化氧化装置和第三级催化氧化装置依次连接，所述第一级逆流氧化装置包括有瓦斯浓度传感器一、风机一、混气罐一、四通阀、高温烟气出口，所述第二级催化氧化装置包括有瓦斯浓度传感器二、风机二、混气罐二、电动阀门二、电动阀门三、混气罐三、热电偶一和催化反应器一，所述第三级催化氧化装置包括有风机三、混气罐四、电动阀门四、热电偶二、催化反应器二和电动阀门五。
[0007]作为优选，所述瓦斯浓度传感器一、风机一、混气罐一、四通阀和高温烟气出口依次连接。
[0008]作为优选，所述瓦斯浓度传感器二、风机二、混气罐二、电动阀门二、电动阀门三、
混气罐三、热电偶一和催化反应器一依次连接。
[0009]作为优选，所述风机三、混气罐四、电动阀门四、热电偶二、催化反应器二和电动阀门五依次连接。
[0010]作为优选，高温烟气出口安装有蜂窝催化剂。
[0011]作为优选，所述风机一和风机二为防爆风机。
[0012]本实用新型的有益效果是:通过将一定浓度的抽采瓦斯气与逆流氧化装置提取的高温烟气进行混合，然后直接进入催化反应器进行反应进一步产生高温烟气。反应高效、能量损失小，催化反应器体积紧凑，并且可根据需要设置多级催化反应器，大幅降低设备投资成本，减少占地面积。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型一种紧凑型瓦斯氧化装置的四通阀启动状态示意图。
[0014]图2为本实用新型一种紧凑型瓦斯氧化装置的四通阀运行状态示意图。
[0015]其中，1.瓦斯浓度传感器一、2.手动阀门一、3.电动阀门一、4.风机一、5.混气罐一、6.瓦斯浓度传感器二、7.四通阀、8.热电偶、9.蓄热床、10.燃烧室、11.燃烧室热电偶、12.燃烧器、13.高温烟气出口、14.装置外壳及保温层、15.手动阀门二、16.电动阀门二、17.风机二、18.混气罐二、19.电动阀门三、20.电动阀门四、21.电动阀门五、22.混气罐三、23.热电偶一、24.催化反应器一、25.混气罐四、26.热电偶二、27.催化反应器二、28.电动阀门五、29.锅炉、30.电动阀门六、31.风机三。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，瓦斯气分两路进行氧化，第一路瓦斯气进入逆流氧化装置进行氧化，第二路瓦斯气通过第二级的催化燃烧系统和第三级的催化燃烧系统进行氧化。氧化的产生的高温烟气进入锅炉进行利用。
[0017]先运行逆流氧化装置部分，启动燃烧器12对燃烧室和蓄热体进行加热。加热过程开启手动阀门一 2，启动风机一 4，风量为正常运行风量的十分之一，同时，四通阀7以一定的时间间隔进行切换，使燃烧室10和蓄热体达到均匀受热的目的。当蓄热体最上端热电偶8的温度达到800°C后预热过程结束，风机一 4的风量调至工作状态，自动阀门根据瓦斯浓度传感器一 I的信号调节开度，使其浓度在设定的范围。瓦斯气进入混气罐一 5后通过四通阀7进入左侧蓄热体蓄热，然后进入燃烧室10氧化放热形成高温烟气。随后高温烟气进入右侧的蓄热床9传热给蓄热体，最后温度较低的烟气排出系统。当右侧蓄热床9达到一定温升后，四通阀7切换，瓦斯气从右侧蓄热床进入燃烧室10，左侧蓄热床9排出，见图2。通过四通阀7的切换，使逆流氧化装置稳定运行。当瓦斯浓度超过蓄热氧化装置所需要的自维持浓度(一般为0.3-0.4%)时，多余的热量会使燃烧室10温度升高。电动阀门五21根据燃烧室热电偶11的温度进行开关或调节大小。高温烟气进入混气罐三22，当热电偶一23达到一定温度数值后，电动阀门三19开启，一定浓度的抽采瓦斯气进入混气罐与热烟气混合，维持混气罐瓦斯气的温度在催化剂的起燃温度之上。混气罐三22的瓦斯气进入催化反应器一 24，瓦斯气进一步催化氧化放出热量，形成高温烟气，进入混气罐四25，当热电偶二 26达到一定温度数值后，电动阀门四20打开，另一路的瓦斯气进入与高温烟气混合，使混气罐内的瓦斯气温度在催化剂起燃温度之上。混气罐四25的瓦斯气进入催化反应器二27进行催化反应，形成高温烟气后进入锅炉29进行热能利用。最后烟气通过电动阀门六30，风机三31排出系统。
[0018]第二路瓦斯气是通过风机二 17引入，通过浓度传感器二 6的信号调节电动阀门二16的开度进行浓度调节。
[0019]本实用新型的有益效果是:通过将一定浓度的抽采瓦斯气与逆流氧化装置提取的高温烟气进行混合，然后直接进入催化反应器进行反应进一步产生高温烟气。反应高效、能量损失小，催化反应器体积紧凑，并且可根据需要设置多级催化反应器，大幅降低设备投资成本，减少占地面积。
[0020]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新保护范围为准。
【主权项】
1.一种紧凑型瓦斯氧化装置，其特征在于:包括第一级逆流氧化装置、第二级催化氧化装置和第三级催化氧化装置，所述第一级逆流氧化装置、第二级催化氧化装置和第三级催化氧化装置依次连接，所述第一级逆流氧化装置包括有瓦斯浓度传感器一、风机一、混气罐一、四通阀、高温烟气出口，所述第二级催化氧化装置包括有瓦斯浓度传感器二、风机二、混气罐二、电动阀门二、电动阀门三、混气罐三、热电偶一和催化反应器一，所述第三级催化氧化装置包括有风机三、混气罐四、电动阀门四、热电偶二、催化反应器二和电动阀门五。2.根据权利要求1所述的紧凑型瓦斯氧化装置，其特征在于:所述瓦斯浓度传感器一、风机一、混气罐一、四通阀和高温烟气出口依次连接。3.根据权利要求1所述的紧凑型瓦斯氧化装置，其特征在于:所述瓦斯浓度传感器二、风机二、混气罐二、电动阀门二、电动阀门三、混气罐三、热电偶一和催化反应器一依次连接。4.根据权利要求1所述的紧凑型瓦斯氧化装置，其特征在于:所述风机三、混气罐四、电动阀门四、热电偶二、催化反应器二和电动阀门五依次连接。5.根据权利要求1所述的紧凑型瓦斯氧化装置，其特征在于:高温烟气出口安装有蜂窝催化剂。6.根据权利要求1所述的紧凑型瓦斯氧化装置，其特征在于:所述风机一和风机二为防爆风机。
【专利摘要】本实用新型公开一种紧凑型瓦斯氧化装置，包括第一级逆流氧化装置、第二级催化氧化装置和第三级催化氧化装置，所述第一级逆流氧化装置、第二级催化氧化装置和第三级催化氧化装置依次连接，所述第一级逆流氧化装置包括有在线浓度检测仪、风机一、浓度控制系统、混气罐一、四通阀和热风出口，所述第二级催化氧化装置包括有高温烟气管道一、风机二、电动阀门二、混气罐二和催化反应器一，所述第三级催化氧化装置包括有高温烟气管道二、风机三、电动阀门五、混气罐四和催化反应器二；该紧凑型瓦斯氧化装置热回收率高，投资成本低。
【IPC分类】F23G7/07, B01D53/72, B01D53/86
【公开号】CN204619740
【申请号】CN201520117056
【发明人】高日新
【申请人】广州朗谱新能源科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年2月26日