[实用新型]一种水封阻火式乏风瓦斯掺混装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种低浓度瓦斯与乏风或空气以及易燃易爆气体与空气相混合的装置，同时具有脱水除尘和防爆的功能。

背景技术

“乏风”又称“煤矿风排瓦斯”，由于其甲烷浓度一般低于1%，利用技术难度太大，长期以来只能被排到大气中。据统计，中国每年由乏风排入大气的甲烷占整个甲烷排放总量的70%左右，在造成巨大能源浪费的同时，还加剧了全球温室效应。近年来，乏风蓄热氧化技术以及乏风催化氧化技术取得了较大发展，该技术将矿井乏风与低浓度瓦斯进行掺混，达到一定浓度后送入氧化装置进行无焰燃烧。但乏风利用过程中必须保证低浓度瓦斯输送的安全以及掺混后气体的均匀性与稳定性，否则会影响整个系统的安全经济运行。

目前，对于尤其是处于爆炸极限内的低浓度瓦斯气体的输送安全保障主要是采取设置水封阻火泄爆装置、喷粉抑爆器以及阻爆阀门等措施。当低浓度瓦斯气体在输送过程中遇明火发生燃烧或爆炸时，水封阻火装置能很好的控制火焰以及爆炸波进一步往瓦斯抽采井下传播，从而避免发生井下瓦斯爆炸等重大安全事故。但低浓度瓦斯气体通过水封阻火泄爆装置时会携带走大量水汽，因此必须不停向装置内补水。另外，低浓度瓦斯瓦斯气体从水封泄爆装置出来以后还需经过一段管道的输送才进入掺混装置，这无疑又多增加了输送过程中的安全隐患。不仅如此，当携带有水汽的气体进入乏风氧化装置后，大量的热被水所吸收，因此氧化装置的热效率大幅降低甚至停机。为此，通常在管道上专门设立丝网式气液分离器来达到脱水目的。但由此带来的另一个问题是丝网常常被掺混气体中的粉尘颗粒堵住，造成气流压力损失增大，或着是粉尘穿过丝网堵塞在乏风氧化装置中，从而带来更大的安全隐患。因此有必要设计一种新的掺混装置，使其在保证低浓度瓦斯安全输送的前提下，同时具有高效脱水除尘的功能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术现状，提供一种混合效果好、安全性能高，具有脱水和除尘功能且流体压损小的掺混装置，该装置适用于低浓度瓦斯与乏风或空气以及易燃易爆气体与空气的相混合。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的，一种水封阻火式乏风瓦斯掺混装置，包括蓄水筒体和与蓄水筒体连接的掺混筒体，所述蓄水筒体设置在掺混筒体的底部，所述蓄水筒体上设置有低浓度瓦斯进气管，低浓度瓦斯进气管的管口没入液面下，所述掺混筒体的下部设置有至少两根乏风进气管，掺混筒体的上部设置有出气口，所述至少两根乏风进气管使进入掺混筒体的乏风行成圆周旋流。

进一步，所述蓄水筒体内的液面与乏风进气管之间的空间设置有将该空间分成两部分的分流板。

进一步，所述分流板至乏风进气管管口的部分掺混筒体为渐扩式圆台结构。

进一步，所述掺混筒体的下部设置有四根乏风进气管，相邻两根乏风进气管互成90°，所述乏风进气管的管口与掺混筒体相切。

进一步，所述乏风进气管至出气管之间的掺混筒体内面上设置有由亲水性材料成且方向向上的锚钉。

进一步，所述出气口设置在掺混筒体侧面上部。

进一步，所述蓄水筒体上设置有进水口和水位计。

进一步，所述蓄水筒体底部设置有排污口。

进一步，所述掺混筒体的顶部设置有泄爆片。

本实用新型的有益技术效果是：

低浓度瓦斯气体从底部蓄水筒体进入掺混筒体，经过分流板和渐扩式圆台段后强化了瓦斯气体的均匀分布。乏风从掺混筒体的四个切向方向进入后形成圆周旋流，卷吸从底部向上流动的低浓度瓦斯气流并与之发生强烈的混合，在上升途中该两股气流得到进一步混合，因而掺混效果好且压损低。蓄水筒体与掺混筒体直接相连，省去了低浓度瓦斯经管道输送至掺混装置的过程，提高了低浓度瓦斯掺混过程的安全性。低浓度瓦斯气体从底部蓄水筒体经孔板进入一个突然扩大的空间，有利于其携带的水滴的沉降；乏风进入掺混筒体后形成的圆周旋流气流则通过离心力作用使得混合气体中的粉尘和水滴沿壁面下降；而壁面设置的亲水性材料制成的锚钉，则强化了水滴的凝结和脱除；另外本装置采用的立式结构和出口设置在侧面的设计，则利用了重力原理和折流相应原理来加强脱水除尘效果。从气体中分离出来的水滴和粉尘颗粒经重力效应重新汇入到蓄水筒体，减少了水源的浪费。蓄水筒体底部设置了排污口，可以定期放水对蓄水筒体进行清理。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：

图1为本实用新型所提出的带脱水除尘功能的水封阻火式乏风瓦斯掺混装置的结构示意图；