一种瓦斯氧化供暖系统的制作方法

本实用新型涉及一种瓦斯氧化处理及供暖利用系统，可以处理各种浓度的瓦斯气体，尤其涉及一种低浓度和超低浓度瓦斯氧化处理及供暖利用系统。

背景技术：

瓦斯的主要成分是甲烷，是煤炭开采过程中的伴生气体，我国煤矿每年向大气排放的甲烷量达190亿m3，不仅造成了不可再生能源的严重浪费，也带来了严重的环境污染问题。当前煤矿瓦斯抽采泵站抽采出的瓦斯气体，其甲烷浓度一般在2％～30％，少量9％浓度以上的瓦斯气体用于内燃机发电，其余绝大部分低浓度瓦斯排空。

而甲烷具有很强的温室效应，相当于二氧化碳温室效应的21倍，对臭氧的破坏能力是二氧化碳的7倍。大量的排放对环境有着极大的危害。如果我们能够有效的减排并利用这部分能源，无论是从保护环境的角度还是缓解能源供给矛盾方面都有重要意义。

我国煤炭行业供暖多采用燃煤锅炉，燃煤锅炉因污染严重，逐步被取代关停，天然气锅炉和电锅炉供暖因为燃料供应和成本的问题，给企业造成了较大的成本负担。

利用各种浓度瓦斯进行调整作为供暖系统的原料，回收利用原来排放大气的能源，具有显著经济效益。瓦斯用于供暖，降低甲烷排放造成的温室效应和大气污染，具有显著的社会效益。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高适用性的瓦斯氧化供暖系统，该系统能够实现对各种浓度瓦斯的有效氧化，充分利用了瓦斯氧化释放的巨大热量，进行供暖，替代煤矿现有小型燃煤锅炉，有效避免燃煤污染，减轻煤炭的环保压力。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

根据本实用新型提供一种的瓦斯氧化供暖系统，包括安防装置、掺混系统、氧化装置、余热锅炉、供暖区、软化水装置、循环水泵、主水箱、回水箱、补水泵和来自煤矿的瓦斯气，余热锅炉、供暖区、回水箱、主水箱依次连通，供暖区连至回水箱，回水箱连至主水箱，主水箱回连至余热锅炉；所述循环水泵设置于回水箱与主水箱之间，形成闭合的流体循环回路；安防装置、掺混系统、氧化装置与余热锅炉连通，用于氧化掺混后瓦斯气体，并将产生的热烟气通过管道进入所述余热锅炉，对流经所述余热锅炉的水进行加热形成热流体或热蒸汽，热流体被输送至所述供暖区，对用户进行供暖；补水泵的进水口与软化水装置连接，补水泵的出口水与所述主水箱连通，补水泵设于软化水装置和主水箱之间，当该供暖系统运行一段时间循环水减少时，该补水泵启动，向主水箱补充循环水；

主水箱具有出水口和第一进水口和第二进水口，余热锅炉包括烟道以及设于烟道内的盘管，氧化装置与烟道连通，对流经盘管的软化水进行加热；盘管的进水口与主水箱的出水口连接，循环水泵的出水口与主水箱的进水口连接，盘管的出汽口或出水口与供暖区的进汽口或进水口连接，供暖区的出水口与回水箱的进水口连接，回水箱的出水口与循环水泵的进水口连接，循环水泵的出水口与主水箱的第一进水口连接，主水箱的第二进水口与补水泵的出水口连接。

本实用新型由于采取以上技术方案，具有以下优点：1、利用各种浓度瓦斯进行调整作为供暖系统的原料，回收利用原来排放大气的能源，具有显著经济效益。2、排空瓦斯用于供暖，降低甲烷排放造成的温室效应和大气污染，具有显著的社会效益。3、配备专用的瓦斯氧化装置，其结构形式针对各种不同浓度瓦斯气的特点进行定制设计，氧化充分稳定，安全可靠。4、配备专用的掺混系统，其结构形式针对各种不同浓度瓦斯气的特点进行定制设计，掺混充分稳定，安全可靠。5、配置专用的安防装置，有效与煤炭瓦斯泵站隔离，保障双方安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型的瓦斯氧化供暖系统示意图；

图2为本实用新型中掺混系统结构示意图；

图3为本实用新型中氧化装置结构示意图；

图4为本实用新型中安防装置结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型实施例的以瓦斯为原料的供暖系统的工艺示意图，如图1 所示，该供暖系统包括安防装置1，掺混系统2，氧化装置3，余热锅炉 4，供暖区5，软化水装置6，循环水泵7，主水箱8，回水箱9，补水泵 10，来自煤矿的瓦斯气11。

余热锅炉4，供暖区5，回水箱9，主水箱8依次连通，供暖区5连至回水箱9，回水箱9连至主水箱8，主水箱8回连至余热锅炉4。所述循环水泵7设置于回水箱9与主水箱8之间，形成闭合的流体循环回路。安防装置1，掺混系统2，氧化装置3与余热锅炉4连通，用于氧化掺混后瓦斯气体，并将产生的热烟气通过管道进入所述余热锅炉4，对流经所述余热锅炉4的水进行加热形成热流体或热蒸汽，热流体被输送至所述供暖区5，对用户进行供暖。供暖区包括多个供暖单元，各个供暖单元之间并联连接。供暖单元为用户的换热风机或散热片。加热水后的尾气经烟囱43排出。

该供暖系统还包括补水泵10，补水泵10的进水口与软化水装置6连接，补水泵10的出口水与所述主水箱8连通，补水泵10设于软化水装置6和主水箱8之间，当该供暖系统运行一段时间循环水减少时，该补水泵10启动，向主水箱8补充循环水。

主水箱8为冷凝式水箱或定压式水箱。供暖区5设置于井口，其具体可以选用换热风机和散热片。主水箱8具有出水口和第一进水口和第二进水口，余热锅炉4包括烟道41以及设于烟道内的盘管42，氧化装置 3与烟道41连通，对流经盘管42的软化水进行加热。盘管42的进水口与主水箱8的出水口连接，循环水泵7的出水口与主水箱8的进水口连接，盘管42的出汽(水)口与供暖区5的进汽(水)口连接，供暖区5 的出水口与回水箱9的进水口连接，回水箱9的出水口与循环水泵7的进水口连接，循环水泵7的出水口与主水箱8的第一进水口连接，主水箱8的第二进水口与补水泵10的出水口连接，余热锅炉4、供暖区5、回水箱9、循环水泵7、主水箱8、以及补水泵10和软化水装置6之间通过管路连接。

图2示出了根据本实用新型实施例的掺混系统2的结构示意图。如图2所示，本掺混系统，包括乏风入口21，高浓瓦斯气入口22，防爆泄压口23，瓦斯掺混段24，合格反应气出口25，冷凝水排水口26。

来自煤矿抽采泵站的瓦斯气从高浓瓦斯气入口22和来自乏风系统的乏风从乏风入口21进入掺混系统2，两种成分的气体在掺混系统内充分掺混混合，合格气体从合格反应气出口25排出进入图1中氧化装置3。

图3示出了根据本实用新型实施例的氧化装置3的结构示意图。如图3所示，氧化装置3包括沿着其轴向依次连接的入口段31、蓄热材料预热段32、蓄热材料氧化段33和出口段34。氧化装置3经其所述出口段34与余热锅炉4连通。氧化装置3还包括设备基础30。

氧化装置3运行时，瓦斯气首先进入入口段31；在此段瓦斯初步预热至50℃-200℃；初步预热后的瓦斯进入蓄热材料预热段32，在此被预热至350℃，同时被下游的氧化段点燃，在蓄热材料氧化段33内稳定氧化：低浓度瓦斯氧化后产生的650℃-950℃的高温烟气经出口段34排出。

图4示出了根据本实用新型实施例的安防装置1的结构示意图。如图4所示，安防装置1包括瓦斯入口51，阻爆阀门52，抑爆器53，水封阻火泄爆器54，传感器55，瓦斯出口56。

来自煤矿瓦斯泵站的瓦斯气从瓦斯入口51进入安防装置1，依次经过阻爆阀门52，抑爆器53，水封阻火泄爆器54及传感器55，从瓦斯出口56排出进入图1中的掺混系统2。传感器54检测到火焰信号或爆炸信号后传入阻爆阀门52关闭瓦斯气体，完全与瓦斯泵站隔离，同时抑爆器 53在管道内喷射CO2抑爆气体，防止爆炸的继续，缩小事故的影响。

供暖系统运行时，循环水泵7开启，管路内的水开始进行连续循环。瓦斯通过一系列的浓度掺混控制、检测，当瓦斯浓度达到2％-4％且成分均匀，即达到合格条件，输送至氧化装置3，在氧化装置3内进行完全、稳定的氧化后，形成650℃～950℃的高温烟气，经高温连接管道进入余热锅炉4，循环冷水与余热锅炉4内的高温烟气进行换热，产生高至预设温度范围的，例如60-90℃的循环热水或者是直接加热至蒸汽状态，循环热水或者蒸汽进入供暖区，与供暖区进行热交换，释放热量，而循环热水或者蒸汽经过换热后冷却至一定温度，例如30℃～70℃的循环冷水，经循环水泵7进行下一周期循环。在系统的工作过程中，循环水泵7连续运行，保证循环水的不间断循环，补水泵10间歇工作，由循环水压力控制其起停。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。