[实用新型]一种煤矿瓦斯聚能氧化热解综合利用系统

说明书

本实用新型涉及瓦斯热解技术领域，具体是一种煤矿瓦斯聚能氧化热解综合利用系统，包括依次连接的一次掺混装置、加压风机、二次掺混装置、预热器、聚能热解炉、换热器、循环风机；所述聚能热解炉包括炉体、蓄热体、启动加热器；所述蓄热体设有两组，两组所述蓄热体间隔设置在炉体内，两组所述蓄热体之间形成聚能区，所述启动加热器设在聚能区；所述循环风机的出口与二次掺混装置的入口连接，所述循环风机的入口连接空气旁路，所述空气旁路上设有空气阀。本实用新型的聚能热解炉采用两组间隔设置的蓄热体，保证瓦斯热解的持续、稳定运行，有效防止系统停机；采用换热后的烟气与瓦斯掺混，防止瓦斯在进入炉体前发生热解，进而防止管路、预热器等受高温而损坏。

技术领域

本实用新型涉及瓦斯热解技术领域，具体是一种煤矿瓦斯聚能氧化热解综合利用系统。

背景技术

根据《煤矿安全规程》规定：“瓦斯利用时，瓦斯浓度不得低于30％”，其原因是浓度低于30％的瓦斯，由于其中含盖了甲烷浓度处在5％-16％区间范围的爆炸危险性气体，出于安全考虑，一般被禁止利用，但是直接排放既浪费了资源也污染了环境。随着科技的发展，浓度低于30％的瓦斯的利用也有了新的发展，目前低浓度、超低浓度瓦斯的利用主要有以下四个途径。

1、瓦斯发电：采用煤矿低浓度瓦斯发电机组和输送安全保障技术实现低浓度瓦斯发电。

2、瓦斯浓缩：采用变压吸附技术和低温液化分离技术将煤矿低浓度瓦斯浓缩成高浓度瓦斯，作为民用燃料和化工原料等。

3、掺混燃烧：将煤矿低浓度、超低浓度瓦斯作为工业锅炉的辅助燃料与煤炭掺混燃烧，进行发电或其他热能利用。

4、瓦斯氧化利用：将抽排的低浓度、超低浓度瓦斯，与煤矿乏风瓦斯混合后，进行氧化反应，利用氧化反应产生的热能进行发电、制冷和制热，进行热量的阶梯利用。

针对瓦斯氧化利用，CN102337984B公开了一种可回收热能的通风瓦斯氧化系统，其设有两组陶瓷蓄热体，在一个工作周期内，一组陶瓷蓄热体用于预热瓦斯，另一组陶瓷蓄热体用于吸收烟气的部分热量，为保证热解的连续性，需要通过三通换向阀反复调整进排气方向。由于频繁、快速流向切换，在切换过程中流量有波动，浓度掺混装置来不及调节从而浓度也会波动；流向切换故障极易导致浓度调节失控，进而造成安全事故。另外，两组陶瓷蓄热体所需的成本更高、占地面积更大，而且流阻更大，进而导致能耗更高。

CN113375175A公开了一种回热氧化装置，回热氧化装置包括外壳以及设置在外壳中的惰性蓄热材料和换热器；外壳上设置有入口和出口，惰性蓄热材料靠近入口，换热器靠近出口；先将惰性蓄热材料预热至750℃-800℃，然后将根据公式调节至设定值的超低浓度瓦斯送入回热氧化装置的入口，超低浓度瓦斯进入回热氧化装置后，吸收惰性蓄热材料内存储的热量，达到起燃温度开始氧化反应，并在惰性蓄热材料内形成氧化反应锋面，氧化反应锋面将惰性蓄热材料分为靠近入口的预热区和靠近出口的氧化区，超低浓度瓦斯在氧化区内充分氧化，瓦斯分解为二氧化碳和水，释放热量，形成高温烟气，高温烟气在氧化区内向四周散热，热量通过换热器实现利用，通过热传导和热辐射向上游预热区回传的热量即为热量回流，预热区通过热量回流再预热新的超低浓度瓦斯。但是，该回热氧化装置存在以下缺点：(1)惰性蓄热材料内形成氧化反应锋面，氧化反应锋面将惰性蓄热材料分为靠近入口的预热区和靠近出口的氧化区，部分高温烟气通过热传导和热辐射形成向上游预热区的热量回流，这导致惰性蓄热材料无法形成稳定的高温热解区，热量易散失，无法保证回热氧化装置持续、稳定运行；(2)高温烟气与换热器换热后尚存部分热量，直接通过烟囱排出不利于环保，还会造成热量的损失。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的不足，提供一种煤矿瓦斯聚能氧化热解综合利用系统，聚能热解炉采用两组间隔设置的蓄热体，在两组蓄热体之间形成聚能区，以保证瓦斯热解的持续、稳定运行，有效防止系统停机；采用换热后的烟气与瓦斯掺混，以防止瓦斯在进入炉体前发生热解，进而防止管路、预热器等受高温而损坏。