[发明专利]煤矿抽排低浓度瓦斯热源撬

说明书

本发明公开了一种煤矿抽排低浓度瓦斯热源撬，包括一端与井下瓦斯相通的出气管，出气管向远离井下瓦斯的方向依次布置有水环泵、阻爆器、拟爆器和泄爆器，出气管另一端与用于抑制氮氧化物产生的NO_X拟制器输入端相通，NO_X拟制器的输入端还连接有风机，NO_X拟制器输出端经主管与热源撬输入端连接，热源撬包括壳体、向远离热源撬输入端的方向依次设置于壳体内的定向氧化气氛整定区、预氧化区、氧化反应堆区、热氧化区和热风出口。本发明采用上述结构的煤矿抽排低浓度瓦斯热源撬，可将低浓度瓦斯中的CH4完全氧化后释放出热量，作为蒸汽锅炉、发电锅炉、热水锅炉等设备的热源，直接摧毁和利用了煤矿抽排瓦斯，减少了能源浪费，减轻了环境污染。

技术领域

本发明涉及一种瓦斯处理和利用技术，尤其涉及一种煤矿抽排低浓度瓦斯热源撬。

背景技术

在地球上，每生成一吨煤所产生的瓦斯量理论值是400-600m³,它们有的仍然伴随煤深埋于地下，小部分已经自然逸出到大气中，大部分随着地下采煤的同时会释放，因我国的煤产量约35-40亿吨/年，导致这种伴生的纯瓦斯(CH4含量为100％的纯瓦斯量)释放量约130多亿立方，但是其中只有约50亿立方的高浓度瓦斯被利用，其余80多亿立方的瓦斯利用率非常低，大部分都直排到了大气中，CH4排入大气中会污染空气，造成大气层的温室效应比CO2大20余倍。

现有技术一种可利用瓦斯中CH4含量为5.5％-16％的爆炸区间瓦斯作为燃料应用到内燃发电机和燃气轮上，利用瓦斯内燃发电机技术，可直接将化学能转化为动能带动发电机发电，转化为电能的热利用率较高(一般达到32％以上)，但是瓦斯内燃发电机一般使用的CH4含量为9％以上的的瓦斯，而较低浓度的瓦斯不能被利用，限制了应用范围，且此设备维修维护量大、更换易损件频繁，需要维护维修人员较多，运行成本较高，同时缸内爆燃产生2000℃-3000℃的高温，将产生大量的氮氧化物随着烟气排出，为符合环保要求，必须经过脱硝装置处理后才能排入大气，否则将产生二次污染，增大了处理成本。

另一种方式是将爆炸区间的瓦斯掺入大量空气，使瓦斯浓度降至1.0％-1.2％，然后进行氧化处理，例如RTO(储热式氧化装置)、RCO(储热式催化氧化装置)、RL(旋转储热式氧化装置)，但是此种储热式氧化装置的设计初衷是将工业有毒气体摧毁，达标排放，是牺牲能源消耗而满足环保要求的产品，具有以下缺陷：1、摧毁抽放瓦斯后，并没有将氧化所产生的热量使用；2、需建立能耗较大的掺混系统，向高浓度瓦斯加入大量空气以达到1.0-1.2％浓度的要求；3、必须使用高热值燃料或电力首先给氧化区建立高温温度场，才能启动反应，使用燃料的往往每次需要几十万元的燃料费用，而使用电加热的不仅消耗可观的电，且需要建设平时并不太使用的大型变压器，缴纳变压器的空载费也是一个不小的开支；4、运行费用较高，表现在自用电达到了20％有余(每套氧化装置都用1台370KW的排风机，再加汽轮机发电系统的自用电)；5、采用进气逆流方式，需频繁的切换进气-排气通道，造成了总量约4％-5％的瓦斯要从低温排气口排入大气，同时也浪费了能源。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤矿抽排低浓度瓦斯热源撬，可将低浓度瓦斯中的CH4完全氧化后释放出热量，作为蒸汽锅炉、发电锅炉、热水锅炉等设备的热源，直接摧毁和利用了煤矿抽排瓦斯，减少了能源浪费，减轻了环境污染。

为实现上述目的，本发明提供了一种煤矿抽排低浓度瓦斯热源撬，包括一端与井下瓦斯相通的出气管，所述出气管向远离所述井下瓦斯的方向依次布置有水环泵、阻爆器、拟爆器和泄爆器，所述出气管另一端与用于抑制氮氧化物产生的NO_X拟制器输入端相通，所述NO_X拟制器的输入端还连接有风机，所述NO_X拟制器输出端经主管与热源撬输入端连接，所述热源撬包括壳体、向远离所述热源撬输入端的方向依次设置于所述壳体内的定向氧化气氛整定区、预氧化区、氧化反应堆区、热氧化区和热风出口；

所述定向氧化气氛整定区，用于控制瓦斯浓度、流速和反应裂度；