一种可回收热能的通风瓦斯氧化装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种可回收热能的通风瓦斯氧化装置，属于煤矿瓦斯治理、减排【技术领域】。它包括：氧化装置本体、高温切断阀、余热锅炉、锅炉排烟调节阀、锅炉排烟引风机；氧化室通过高温切断阀与余热锅炉连接；总流量100％～40％的部分高温烟气通过陶瓷蓄热材料排出氧化室，烟气热量用于预热通风瓦斯；温度900℃～1050℃、总流量0％～60％的剩余部分烟气从氧化室通过高温切断阀直接进入余热锅炉回收热量，之后通过锅炉排烟引风机、烟囱排入大气。本实用新型具有通风瓦斯甲烷浓度适应性强、热回收效率高、维修维护方便等优点。
【专利说明】—种可回收热能的通风瓦斯氧化装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于煤矿瓦斯治理、减排【技术领域】，特别是涉及一种可回收热能的通风瓦斯氧化装置，在不影响通风瓦斯氧化装置稳定运行的前提下高效回收热能，可产生过热蒸汽、饱和蒸汽或热水。
【背景技术】
[0002]以往的通风瓦斯蓄热式氧化装置不配备热能回收设备，甲烷氧化以后产生的热量随烟气排入大气，造成大量能源的浪费。当前部分通风瓦斯蓄热式氧化装置开始配备热能回收设备，其具体做法是将用于回收热量的换热器受热面布置在陶瓷蓄热材料内部。这种换热器预埋在陶瓷蓄热材料内部的结构虽然可以回收部分甲烷氧化以后产生的热量，但是存在诸多缺点:一、受热面布置位置受到通风瓦斯中甲烷浓度影响，氧化装置对甲烷浓度的适应性差；二、受热面在通风瓦斯进入陶瓷蓄热床时换热效率低下；三、受热面在通风瓦斯进入陶瓷蓄热床时吸收热量，导致氧化装置自维持浓度提高，氧化装置经济性差；四、氧化装置结构复杂，受热面维修、维护困难。当前的通风瓦斯氧化装置热能回收方法亟待改进。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于:提供一种通风瓦斯氧化装置的高效热能回收装置，不仅能保持通风瓦斯氧化装置热量回收率超过70%、甲烷分解效率高于95%和氧化装置连续、稳定运行，还解决了现有通风瓦斯氧化装置存在的受热面布置对甲烷浓度的适应性差、受热面换热效率低、氧化装置自维持浓度高经济性差、结构复杂受热面维修困难等问题。
[0004]为了克服现有技术的缺点和不足，本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是:一种可回收热能的通风瓦斯氧化装置，包括进风总管道、氧化装置本体、余热锅炉、锅炉排烟引风机、排烟管道、排烟引风机和烟?，其特征在于:
[0005]所述氧化装置本体内腔上部设置氧化室，所述氧化室一侧设置有高温烟气排放口 ；所述氧化装置本体内腔下部通过设置一隔断分隔成第一蓄热室和第二蓄热室，所述蓄热室内设置陶瓷蓄热材料，所述蓄热室底部分别设置有瓦斯进排气口 ；
[0006]所述进风总管道包括并联的第一进风管道和第二进风管道；所述第一进风管道、所述第一蓄热室的瓦斯进排气口和所述排烟管道通过第一三通换向阀相连接；所述第二进风管道、所述第二蓄热室的瓦斯进排气口和所述排烟管道通过第二三通换向阀相连接；所述第一三通换向阀、第二三通换向阀的设置用于切换进排气流方向；所述排烟管道通过所述排烟引风机与所述烟?连通；
[0007]所述高温烟气排放口依次与所述余热锅炉、所述锅炉排烟引风机和所述烟囱连通，所述余热锅炉入口处设置有高温切断阀，用于在通风瓦斯甲烷浓度低于0.5%时切断通过所述余热锅炉的烟气流量，并屏蔽热辐射。
[0008]所述进风总管道上设置有控制阀门。
[0009]所述排烟管道上设置有排烟调节阀，通过调节所述排烟调节阀或通过所述排烟引风机变频调节控制所述排烟管道烟气排放流量，所述排烟管道烟气排放流量占所述进风总管道内通风瓦斯流量的100%?40%。
[0010]所述余热锅炉出口处设置有锅炉排烟调节阀，通过调节所述锅炉排烟调节阀或通过变频调节所述锅炉排烟引风机调节所述余热锅炉的烟气流量，所述余热锅炉的烟气温度900°C?1050°C，所述余热锅炉的烟气流量占所述进风总管道内通风瓦斯流量的0%?60%。
[0011]通过所述排烟引风机的烟气与通过所述锅炉排烟引风机的烟气，其流量的分配与通风瓦斯中甲烷浓度有关；当通风瓦斯甲烷浓度为0.5%时，通过所述排烟引风机的烟气占所述进风总管道内通风瓦斯流量的100%，通过所述锅炉排烟引风机的烟气流量为O ;通过所述排烟引风机的烟气流量随通风瓦斯甲烷浓度增加线性减少，通过所述锅炉排烟引风机的烟气流量随通风瓦斯甲烷浓度增加线性增加；当通风瓦斯甲烷浓度为3.0 %时，通过所述排烟引风机的烟气流量占所述进风总管道内通风瓦斯流量的40%，通过所述锅炉排烟引风机的烟气流量占所述进风总管道内通风瓦斯流量的60%。
[0012]本实用新型的创新点在于:一、从氧化室中提取部分高温烟气回收瓦斯氧化热量，可以产生高品位过热蒸汽；二、氧化装置可以根据入口通风瓦斯浓度，自动调整通过排烟引风机和锅炉排烟引风机的烟气流量分配比例，达到最高热回收效率；三、在余热锅炉入口设置高温切断阀，在通风瓦斯甲烷浓度低于0.5%时切断通过余热锅炉的烟气流量并屏蔽热辐射，降低氧化装置最低自维持运行浓度要求。
[0013]本实用新型的优点在于:一、氧化装置构造不受通风瓦斯中甲烷浓度影响，氧化装置对甲烷浓度的适应性强，能够自动调节运行状态；二、受热面只吸收通过余热锅炉的高温烟气热量，换热效率高；三、余热锅炉在通风瓦斯甲烷浓度低时不吸收热量，氧化装置自维持浓度低，氧化装置经济性好；四、氧化装置结构简单，余热锅炉技术成熟，装置维修、维护方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型实施例的系统原理图。
[0015]其中，进风总管道(I)、第一进风管道(11)、第二进风管道(12)、氧化装置本体
(2)、氧化室(3)、蓄热室(4)、第一蓄热室(41)、第二蓄热室(42)、第一三通换向阀(51)、第二三通换向阀(52)、排烟管道(6)、排烟引风机(61)、排烟调节阀(62)、余热锅炉(7)、锅炉排烟引风机(71)、高温切断阀(72)、锅炉排烟调节阀(73)、烟囱(8)。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细的描述。
[0017]图1为本实用新型的一种实施方式。本实用新型包括进风总管道1、氧化装置本体
2、排烟管道6、排烟引风机61、余热锅炉7、锅炉排烟引风机71和烟囱8。
[0018]其中，氧化装置本体2内腔上部设置氧化室3，氧化室3 —侧设置有高温烟气排放口 ；氧化装置本体2内腔下部通过设置一隔断将其分隔成两个空腔，为第一蓄热室41和第二蓄热室42，蓄热室4内设置陶瓷蓄热材料，第一蓄热室41和第二蓄热室42底部分别设置有第一瓦斯进排气口和第二瓦斯进排气口。
[0019]进风总管道I包括并联的两分支管道，为第一进风管道11和第二进风管道12 ;第一进风管道11、第一瓦斯进排气口和排烟管道6通过第一三通换向阀51相连接；第二进风管道12、第二瓦斯进排气口和排烟管道6通过第二三通换向阀52相连接；进风总管道I上设置有控制阀门。第一三通换向阀51、第二三通换向阀52的设置用于切换进排气流方向。
[0020]排烟管道6通过排烟引风机61与烟囱8连通；排烟管道6上设置有排烟调节阀62，通过排烟调节阀62调节或通过排烟引风机61变频调节控制排烟管道烟气排放流量，此部分烟气流量与通风瓦斯中甲烷浓度有关，占进风总管道I内通风瓦斯流量的100%?40%。
[0021]高温烟气排放口依次与余热锅炉7、锅炉排烟引风机71和烟囱8连通；余热锅炉7入口处设置有高温切断阀72，用于在通风瓦斯甲烷浓度低于0.5%时切断通过余热锅炉7的烟气流量，并屏蔽热辐射；余热锅炉出口处设置有锅炉排烟调节阀73，通过调节锅炉排烟调节阀73或通过变频调节锅炉排烟引风机71调节余热锅炉7的烟气流量，此部分烟气温度、流量与通风瓦斯中甲烷浓度有关，温度900°C?1050°C，流量占进风总管道I内通风瓦斯流量的0%?60%。
[0022]通风瓦斯通过进风总管道1、第一三通换向阀51进入第一蓄热室41预热，再进入氧化装置本体2内的氧化室3氧化分解，占进风总管道I内通风瓦斯流量100%?40%的部分高温烟气进入第二蓄热室42冷却，烟气热量用于预热通风瓦斯，高温烟气降温后通过第二三通换向阀52、排烟管道6、排烟引风机61和烟囱8排入大气；温度900°C?1050°C、占进风总管道I内通风瓦斯流量O %?60 %的剩余部分烟气从氧化室3通过高温切断阀72直接进入余热锅炉7回收热量，之后通过锅炉排烟引风机71、烟? 8排入大气。
[0023]经过一个工作周期后，进排气流方向切换；通风瓦斯通过进风总管道1、第二三通换向阀52进入第二蓄热室42预热，再进入氧化装置本体2内的氧化室3氧化分解；部分烟气进入第一蓄热室41冷却，再通过第一三通换向阀51、排烟管道6、排烟引风机61、烟囱8排入大气；再经过一个工作周期后，再次换向，如此周期性循环运行。工作过程中，通过余热锅炉7的烟气流向不切换。
[0024]通过排烟引风机61的烟气与通过锅炉排烟引风机71的烟气，其流量的分配与通风瓦斯中甲烷浓度有关；当通风瓦斯甲烷浓度为0.5%时，通过排烟引风机61的烟气占进风总管道I内通风瓦斯流量的100%，通过锅炉排烟引风机71的烟气流量为O ;通过排烟引风机61的烟气流量随通风瓦斯甲烷浓度增加线性减少，通过锅炉排烟引风机71的烟气流量随通风瓦斯甲烷浓度增加线性增加；当通风瓦斯甲烷浓度为3.0%时，通过排烟引风机61的烟气流量占进风总管道I内通风瓦斯流量的40%，通过锅炉排烟引风机71的烟气流量占进风总管道I内通风瓦斯流量的60%。
[0025]上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
【权利要求】
1.一种可回收热能的通风瓦斯氧化装置，包括进风总管道、氧化装置本体、余热锅炉、锅炉排烟引风机、排烟管道、排烟引风机和烟園，其特征在于: 所述氧化装置本体内腔上部设置氧化室，所述氧化室一侧设置有高温烟气排放口 ；所述氧化装置本体内腔下部通过设置一隔断分隔成第一蓄热室和第二蓄热室，所述蓄热室内设置陶瓷蓄热材料，所述蓄热室底部分别设置有瓦斯进排气口 ； 所述进风总管道包括并联的第一进风管道和第二进风管道；所述第一进风管道、所述第一蓄热室的瓦斯进排气口和所述排烟管道通过第一三通换向阀相连接；所述第二进风管道、所述第二蓄热室的瓦斯进排气口和所述排烟管道通过第二三通换向阀相连接；所述第一三通换向阀、第二三通换向阀的设置用于切换进排气流方向； 所述排烟管道通过所述排烟引风机与所述烟園连通； 所述高温烟气排放口依次与所述余热锅炉、所述锅炉排烟引风机和所述烟園连通，所述余热锅炉入口处设置有高温切断阀，用于在通风瓦斯甲烷浓度低于0.5%时切断通过所述余热锅炉的烟气流量，并屏蔽热辐射。
2.如权利要求1所述的一种可回收热能的通风瓦斯氧化装置，其特征在于:所述进风总管道上设置有控制阀门。
3.如权利要求1所述的一种可回收热能的通风瓦斯氧化装置，其特征在于:所述排烟管道上设置有排烟调节阀，通过调节所述排烟调节阀或通过所述排烟引风机变频调节控制所述排烟管道烟气排放流量，所述排烟管道烟气排放流量占所述进风总管道内通风瓦斯流量的100%?40%。
4.如权利要求2所述的一种可回收热能的通风瓦斯氧化装置，其特征在于:所述排烟管道上设置有排烟调节阀，通过调节所述排烟调节阀或通过变频调节所述排烟引风机控制所述排烟管道烟气排放流量，所述排烟管道烟气排放流量占所述进风总管道内通风瓦斯流量的100%?40%。
5.如权利要求1-4所述的一种可回收热能的通风瓦斯氧化装置，其特征在于:所述余热锅炉出口处设置有锅炉排烟调节阀，通过调节所述锅炉排烟调节阀或通过变频调节所述锅炉排烟引风机控制所述余热锅炉的烟气流量，所述余热锅炉的烟气温度9001?10501，所述余热锅炉的烟气流量占所述进风总管道内通风瓦斯流量的0%?60%。
6.如权利要求5所述的一种可回收热能的通风瓦斯氧化装置，其特征在于:当所述通风瓦斯中甲烷浓度为0.5%时，通过所述排烟引风机的烟气占所述进风总管道内通风瓦斯流量的100%，通过所述锅炉排烟引风机的烟气流量为0 ；通过所述排烟引风机的烟气流量随通风瓦斯甲烷浓度增加线性减少，通过所述锅炉排烟引风机的烟气流量随通风瓦斯甲烷浓度增加线性增加。
7.如权利要求5所述的一种可回收热能的通风瓦斯氧化装置，其特征在于:当所述通风瓦斯中瓦斯甲烷浓度为3.0%时，通过所述排烟引风机的烟气流量占所述进风总管道内通风瓦斯流量的40%，通过所述锅炉排烟引风机的烟气流量占所述进风总管道内通风瓦斯流量的60%。
【文档编号】F22B1/18GK204114887SQ201420478021
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】王建学, 萧琦, 孟杰 申请人:北京矿大节能科技有限公司