[实用新型]超低浓度瓦斯燃烧系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及超低浓度瓦斯回收利用领域，尤其涉及一种超低浓度瓦斯燃烧系统。

背景技术

在现代的煤矿工业生产过程中，瓦斯浓度为30％的高浓度瓦斯可被直接利用，浓度为6-30％的低浓度瓦斯由于很难被直接利用，大都采用内燃机瓦斯发电技术用于发电。对于浓度小于0.75％的矿井风排瓦斯(乏风)采用逆流蓄热式乏风氧化技术处理，而浓度为0.75-6％的这部分超低浓度瓦斯由于目前无法被利用，只能通过稀释到0.75％以下归到乏风中。

乏风浓度虽然极低，但因其总量特别巨大，加之利用技术难度大，所以乏风中所含的甲烷长期以来只能被全部排到大气中，从而造成能源的大量浪费和相当于CO₂的21倍的温室气体效应。随着应对气候变化步伐的加快，以及节能减排力度的不断加大，乏风的利用处理技术正在得到越来越广泛的应用。

现有技术中，多使用传统的乏风逆流蓄热式氧化装置采用对乏风中的少量瓦斯进行氧化并回收利用，以满足环保和节能减排要求。然而，在利用上述氧化装置进行逆流转换换向的过程中，大量的乏风瓦斯会发生逃逸，使得瓦斯不能得到有效处理，并且，由于装置中取热结构单一，热利用率仅能达到接近60％，这样使得最终烟气的排烟温度较高，从而导致大量的排烟热损失，最终造成整个过程的热效率低下，经济性较差。

实用新型内容

本实用新型提供了一种超低浓度瓦斯燃烧系统，能够解决现有技术中矿井风排瓦斯在处理过程中所产生的瓦斯逃逸及取热效率低的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种超低浓度瓦斯燃烧系统，包括：

直接燃烧器，用于逐步点燃初始温度下的超低浓度瓦斯与乏风的混合气，直至全部点燃；

反应室，与所述直接燃烧器相连，用于使全部点燃的混合气在所述反应室中充分燃烧，生成高温烟气；

余热利用装置，与所述反应室相连，用于逐步回收高温烟气中的热量直至烟气的温度降至预定温度。

优选的，所述直接燃烧器中设有环形布置的超低浓度瓦斯气体分布通道。

可选的，所述余热利用装置包括依次设置的瓦斯气预热装置和中间取热装置，其中：

所述瓦斯气预热装置用于逐步预热流经的所述混合气；

所述中间取热装置用于逐步回收流经的烟气中的热量。

可选的，在所述瓦斯气预热装置之前，所述系统还包括超低浓度瓦斯浓度调节装置，所述超低浓度瓦斯浓度调节装置包括：

气源装置，包括用于提供超低浓度瓦斯的超低浓度瓦斯气源和提供乏风的乏风气源；

混合装置，与所述气源装置相连，用于将超低浓度瓦斯和乏风混合均匀；

鼓风机，与所述混合装置相连，用于调整所述混合气中超低浓度瓦斯的浓度，并将所述混合气送入所述瓦斯气预热装置中。

优选的，所述超低浓度瓦斯气源上设有第一瓦斯浓度检测仪和第一调节器，所述第一调节器用于根据所述第一瓦斯浓度检测仪检测到的信号通过调节超低浓度瓦斯的量，以将混合后的超低浓度瓦斯的浓度控制在允许波动范围内。

优选的，所述鼓风机的入口管道上设有第二瓦斯浓度检测仪和第二调节器，所述第二调节器用于根据所述第二瓦斯浓度检测仪检测到的信号通过调节所述鼓风机的转速调节乏风量或空气量，以将混合气中的超低浓度瓦斯的浓度控制在至少低于相应初始温度下的爆炸极限的下限三分之一。

优选的，所述瓦斯气预热装置与所述直接燃烧器相连的管道上设有用于测量所述混合气温度的第一测温仪，所述第一测温仪连有自动控制系统，所述自动控制系统根据测量到的所述混合气的初始温度调节所述直接燃烧器中热源介质的输送量。

优选的，所述反应室的顶部设有用于测量所述反应室顶部的温度的第二测温仪，所述第二测温仪连有所述自动控制系统，所述自动控制系统根据所述反应室顶部的温度调节旁路瓦斯气的流量，以保证反应室内的温度在安全温度范围内。

可选的，所述混合装置内设置有：

环翼喷流混合构件，用于将超低浓度瓦斯和乏风混合均匀；

旋流导流构件，用于防止管道及所述混合装置内瓦斯浓度的富集。