[实用新型]一种调节型聚能热解氧化装置及低浓瓦斯综合利用系统

说明书

本实用新型涉及瓦斯热解技术领域，具体是一种调节型聚能热解氧化装置，包括炉体、启动加热器，炉体内间隔设有两组可调式蓄热模块组，两组可调式蓄热模块之间设有聚能区，启动加热器设在聚能区；可调式蓄热模块组包括多个可调式蓄热模块，可调式蓄热模块上设有蓄热体和空余部，可调式蓄热模块相对于炉体的滑动能够使蓄热体或空余部择一的位于炉体内。本实用新型还提供了一种低浓瓦斯综合利用系统，包括依次连接的一次掺混装置、加压风机、二次掺混装置、上述的调节型聚能热解氧化装置、换热器、循环风机。本实用新型能够保证瓦斯热解的持续、稳定运行，有效防止系统停机；还能根据瓦斯浓度或瓦斯负荷调整蓄热体数量，以防止炉体烧坏、降低能耗。

技术领域

本实用新型涉及瓦斯热解技术领域，具体是一种调节型聚能热解氧化装置及低浓瓦斯综合利用系统。

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)惰性蓄热材料是固定的，导致无法根据瓦斯浓度或瓦斯负荷调整蓄热体数量，比如，若瓦斯浓度较高，其所需起燃温度则相对较低，而其热解放热量较多，此时过多的惰性蓄热材料所吸收的热量不但对较高浓度瓦斯热解无用，其吸收过多热量所产生的高温还易导致炉体烧坏；过多的惰性蓄热材料还会增加系统风阻，导致能耗较高；(3)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