19进入液体腔室8内，与极低浓度煤矿瓦斯氧化放热后产生的高温烟气进行换热，换热后的液体由热水蒸汽出口 20排出液体腔室8。
[0020]上述实施例中，对流换热面9由换热管构成，对流换热面9的烟气出口与锅炉本体4的烟气出口连通。
[0021]上述实施例中，在陶瓷蓄热材料层外部设置有第二耐火材料层21，以便减少陶瓷蓄热材料层的散热。
[0022]上述实施例中，锅炉本体4的外壁设置有保温材料层22，用于减少因锅炉本体4的散热损失的热量。
[0023]上述实施例中，对流换热面9的面积根据25.8m2/MW?32.2m2/MW的标准设置，较普通燃油、燃气锅炉增加20%?50%，有效地提高极低浓度煤矿瓦斯锅炉的热量回收效率。
[0024]本实用新型还提供了一种极低浓度煤矿瓦斯锅炉的运行方法，包括以下步骤:
[0025]I)开启抽排瓦斯安全阀2，煤矿抽排瓦斯经过抽排瓦斯管道进入瓦斯掺混装置3，与由掺混鼓风机I提供的新鲜空气混合，形成甲烷浓度为2%?3%的极低浓度煤矿瓦斯。
[0026]2)对锅炉本体4进行预热，开启第一换向阀15和第四换向阀18，如图2所示，甲烷浓度为2%?3%的极低浓度煤矿瓦斯经过第一换向阀15从锅炉本体4的第一进出口 13进入第一陶瓷蓄热材料层11，在第一陶瓷蓄热材料层11中进行氧化放热。从第一陶瓷蓄热材料层11流出的高温烟气，一部分进入第二陶瓷蓄热材料层12，对第二陶瓷蓄热材料层12进行预热后由锅炉本体4的第二进出口 14经第四换向阀18、引风机6和烟囱7排出大气；另一部分进入对流换热面9的换热管中，与液体腔室8内的水进行热量交换后由锅炉本体4的烟气出口经锅炉引风机5和烟囱7排出大气。
[0027]3)经过5分钟?120分钟后，换向阀组执行切换动作，关闭第一换向阀15和第四换向阀18，开启第二换向阀16和第三换向阀17，如图3所示，甲烷浓度为2%?3%的极低浓度煤矿瓦斯经过第二换向阀16从锅炉本体4的第二进出口 14进入第二陶瓷蓄热材料层12，在第二陶瓷蓄热材料层12中进行氧化放热。从第二陶瓷蓄热材料层12流出的高温烟气，一部分进入第一陶瓷蓄热材料层11，对第一陶瓷蓄热材料层11进行预热后由锅炉本体4的第一进出口 13经第三换向阀17、引风机6和烟囱7排出大气；另一部分进入对流换热面9的换热管中，与液体腔室8内的水进行热量交换后由锅炉本体4的烟气出口经锅炉引风机5和烟囱7排出大气。
[0028]4)经过5分钟?120分钟后，换向阀组执行切换动作，关闭第二换向阀16和第三换向阀17，开启第一换向阀15和第四换向阀18，重新进入步骤2)，极低浓度煤矿瓦斯锅炉经换向阀组执行切换动作进行周期性的往复切换运行。
[0029]上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺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。
【主权项】
1.一种极低浓度煤矿瓦斯锅炉，其特征在于:它包括掺混鼓风机、抽排瓦斯安全阀、瓦斯掺混装置、换向阀组、锅炉本体、锅炉引风机、引风机和烟囱；抽排瓦斯管道通过所述抽排瓦斯安全阀连接所述瓦斯掺混装置的瓦斯进口，所述掺混鼓风机连接所述瓦斯掺混装置的空气进口，所述瓦斯掺混装置的出口通过所述换向阀组连接所述锅炉本体；所述锅炉本体的烟气出口连接所述锅炉引风机的进风口，所述锅炉本体还通过所述换向阀组连接所述引风机的进风口，所述锅炉引风机和所述引风机的出风口都连接至所述烟囱； 所述锅炉本体内横向设置有一锅筒，所述锅炉本体的炉壁与所述锅筒的管壁之间形成一液体腔室；在所述锅筒的内腔一侧设置有燃烧装置，另一侧设置有对流换热面，所述燃烧装置位于所述对流换热面底部；所述燃烧装置包括带有通孔的陶瓷蓄热材料层和第一耐火材料层，所述第一耐火材料层位于所述陶瓷蓄热材料层的中部，将所述陶瓷蓄热材料层分为对称的第一陶瓷蓄热材料层和第二陶瓷蓄热材料层；在位于所述锅筒一端口的所述锅炉本体的端面上靠近燃烧装置的部位设置有第一进出口和第二进出口，所述第一进出口与所述第一陶瓷蓄热材料层连通，所述第二进出口与所述第二陶瓷蓄热材料层连通；所述锅炉本体的烟气出口设置在位于所述锅筒另一端口的所述锅炉本体的端面上靠近所述对流换热面的部位。2.如权利要求1所述的一种极低浓度煤矿瓦斯锅炉，其特征在于:所述换向阀组包括第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀和第四换向阀；所述第一换向阀的一端和所述第二换向阀的一端并联至所述瓦斯掺混装置的出口 ；所述第一换向阀的另一端连接所述第三换向阀的一端；所述第二换向阀的另一端连接所述第四换向阀的一端；所述第三换向阀的另一端和所述第四换向阀的另一端并联至所述引风机的进风口 ；所述锅炉本体的所述第一进出口与所述第一换向阀和所述第三换向阀之间的管道连通；所述锅炉本体的所述第二进出口与所述第二换向阀和所述第四换向阀之间的管道连通。3.如权利要求1所述的一种极低浓度煤矿瓦斯锅炉，其特征在于:在所述锅炉本体底部靠近所述锅炉本体的所述第一进出口和所述第二进出口处设置有冷水进口，在所述锅炉本体上部靠近所述锅炉本体的烟气出口处设置有热水蒸汽出口。4.如权利要求2所述的一种极低浓度煤矿瓦斯锅炉，其特征在于:在所述锅炉本体底部靠近所述锅炉本体的所述第一进出口和所述第二进出口处设置有冷水进口，在所述锅炉本体上部靠近所述锅炉本体的烟气出口处设置有热水蒸汽出口。5.如权利要求1?4中任一项所述的一种极低浓度煤矿瓦斯锅炉，其特征在于:所述对流换热面由换热管构成，所述对流换热面的烟气出口与所述锅炉本体的烟气出口连通。6.如权利要求1?4中任一项所述的一种极低浓度煤矿瓦斯锅炉，其特征在于:在所述陶瓷蓄热材料层外部设置有第二耐火材料层。7.如权利要求5所述的一种极低浓度煤矿瓦斯锅炉，其特征在于:在所述陶瓷蓄热材料层外部设置有第二耐火材料层。8.如权利要求1?4或7中任一项所述的一种极低浓度煤矿瓦斯锅炉，其特征在于:所述锅炉本体的外壁设置有保温材料层。9.如权利要求5所述的一种极低浓度煤矿瓦斯锅炉，其特征在于:所述锅炉本体的外壁设置有保温材料层。
【专利摘要】本实用新型涉及一种极低浓度煤矿瓦斯锅炉，其包括掺混鼓风机、抽排瓦斯安全阀组、瓦斯掺混装置、换向阀组、锅炉本体、引风机、锅炉引风机和烟囱；抽排瓦斯管道通过抽排瓦斯安全阀组连接瓦斯掺混装置瓦斯进口，掺混鼓风机连接瓦斯掺混装置空气进口，瓦斯掺混装置出口通过换向阀组连接锅炉本体；换向阀组连接引风机，锅炉本体烟气出口连接锅炉引风机，引风机和锅炉引风机都连接烟囱；锅炉本体內横向设置一锅筒，锅炉本体与锅筒之间形成液体腔室；在锅筒内腔一侧设置有燃烧装置，另一侧设置对流换热面，燃烧装置中的陶瓷蓄热材料层由第一耐火材料层分为第一陶瓷蓄热材料层和第二陶瓷蓄热材料层。本实用新型可以广泛应用于煤矿瓦斯的燃烧系统中。
【IPC分类】F23G7/06
【公开号】CN204704825
【申请号】CN201520301139
【发明人】王建学, 萧琦, 孟杰, 彭志敏, 索金莉
【申请人】北京矿大节能科技有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年5月12日