一种瓦斯煤矿三废热能发生装置及瓦斯煤矿三废综合治理方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种瓦斯煤矿三废热能发生装置及瓦斯煤矿三废综合治理方法，涉及瓦斯煤矿三废治理技术领域，以在降低瓦斯煤矿煤泥、矸石治理成本的前提下，解决瓦斯煤矿乏风治理过程中乏风利用率较低和乏风大量逃逸的问题。该瓦斯煤矿三废热能发生装置包括气化室、加压装置和换热装置；加压装置的入口与煤矿瓦斯管道相连通，加压装置的出口与换热装置的吸热侧的入口相连，换热装置的吸热侧的出口分别与乏风反应室的入口和气化室的入口相连，气化室的出口与乏风反应室的入口相连，乏风反应室的出口经换热装置的放热侧与外界连通。本发明专利技术提供的瓦斯煤矿三废热能发生装置及瓦斯煤矿三废综合治理方法用于煤矿三废的处理利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及瓦斯煤矿三废治理
，尤其涉及一种瓦斯煤矿三废热能发生装置及瓦斯煤矿三废综合治理方法。
技术介绍
在现代的瓦斯煤矿工业生产过程中，一般会产生乏风、煤泥和矸石这些废料，其被统称为“煤矿三废”；其中，煤泥、矸石因其热值低且价格低廉，常被远距离运输到洗煤厂或砖厂、水泥厂等进行处理利用，但是在这个过程中，其远距离的运输会增大成本，其运费可能也远远大于煤泥、矸石的出厂价格，此外，若煤泥、矸石长时间存放于瓦斯煤矿，也会增加一定的存放成本；而乏风是指煤矿所产生的甲烷浓度低于0.75％的瓦斯，其经常以余热回收的方式被加以利用，以处理其中所含有的甲烷，减少乏风直接排放到空气中所造成的温室气体污染。逆流蓄热式乏风氧化装置是一种常见的乏风余热回收装置，乏风余热回收装置又可以称为热能发生装置，其工作原理是通过蓄热氧化炉对乏风进行氧化，乏风氧化所产生的热量一部分用于维持蓄热氧化炉的自热平衡，另一部分通过热交换的方式得到回收。但是，在逆流蓄热式乏风氧化装置进行逆流转换换向的过程中，部分乏风发生逃逸，使得乏风不能得到完全有效的处理，因此，通过逆流蓄热式乏风氧化装置进行乏风余热回收时，乏风的利用率偏低。此外，逆流蓄热式乏风氧化装置进行乏风余热回收存在一定的条件限制，当乏风中的甲烷浓度达不到预设值时，逆流蓄热式乏风氧化装置会停止工作，而使大量乏风直接排入空气中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种瓦斯煤矿三废热能发生装置及瓦斯煤矿三废综合治理方法，以在降低瓦斯煤矿煤泥、矸石治理成本的前提下，解决瓦斯煤矿乏风治理过程中乏风利用率较低和乏风大量逃逸的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种瓦斯煤矿三废热能发生装置，包括用于使煤矿废渣气化的气化室，用于向煤矿废渣提供气化压力的加压装置，以及用于使乏风预热达到活性温度的换热装置；加压装置的入口与煤矿瓦斯管道相连通，加压装置的出口与换热装置的吸热侧的入口相连，换热装置的吸热侧的出口分别与乏风反应室的入口和气化室的入口相连，气化室的出口与乏风反应室的入口相连，乏风反应室的出口经换热装置的放热侧与外界连通。与现有技术相比，本专利技术提供的瓦斯煤矿三废热能发生装置具有如下有益效果：本专利技术提供的瓦斯煤矿三废热能发生装置中，煤矿瓦斯管道依次与加压装置和换热装置的吸热侧相连，使得煤矿瓦斯管道输出的乏风能够通过加压装置加压，通过换热装置的吸热侧预热而得到加压预热乏风，而换热装置的吸热侧又分别与乏风反应室的入口和气化室的入口相连，且气化室的出口与乏风反应室的入口相连，因此，加压预热乏风可以分为两路，一路作为气化剂在气化室使煤矿废渣气化为高温煤气，另一路进入乏风反应室与来自气化室的高温煤气燃烧，生成高温烟气；而乏风反应室的出口经换热装置的放热侧与外界连通，这样高温烟气就可以经换热装置的放热侧放热实现余热回收；可见，加压预热乏风可以分为两路，在乏风反应室燃烧的同时，又在气化室中作为气化剂实现煤矿废渣的气化形成高温煤气，进而在乏风反应室中向乏风提供燃烧所需的高温环境，实现助燃乏风的目的，以达到对乏风的综合利用；而且，由于乏风进入气化室的部分即使没有被完全消耗，也能够在后续的乏风反应室中充分燃烧，这样就能提高乏风的利用效率。另外，由于加压预热乏风作为气化剂时，煤矿废渣气化形成的高温煤气能够在乏风反应室中为乏风燃烧提供高温环境，起到助燃乏风的目的，极大的提高了乏风在乏风反应室中燃烧稳定性，避免了因乏风燃烧不稳定所导致的乏风反应室停止工作的问题，这样就能降低乏风逃逸的可能性。需要说明的是，上述煤矿废渣是指瓦斯煤矿工业生产过程中产生的煤泥
和矸石这些废料。通过对煤矿废渣煤泥和矸石的有效利用，可以就地销毁煤矿废渣，省掉煤矿废渣的存放和运输成本，从而减少资本投入，降低瓦斯煤矿煤泥、矸石的治理成本。而且将煤矿废渣气化为高温煤气与乏风进行燃烧，以生成高温烟气换热，可以在煤矿废渣热值较低的情况下完成对煤矿废渣的有效利用，使煤矿废渣提纯出可燃物而燃烧放热，增加瓦斯煤矿三废热能发生装置的总热能输出。本专利技术还提供了一种瓦斯煤矿三废综合治理方法，包括如下步骤：步骤一、煤矿瓦斯管道输出的乏风通过加压装置和换热装置的吸热侧；乏风的压力在加压装置被加压到煤矿废渣气化所需的气化压力，乏风的温度在换热装置的吸热侧被预热到活性温度，得到加压预热乏风；步骤二、加压预热乏风分为两路，第一路加压预热乏风进入乏风反应室，第二路加压预热乏风进入气化室；第二路加压预热乏风向气化室内的煤矿废渣提供气化所需的气化压力，气化室给煤矿废渣提供气化所需的气化温度，以第二路加压预热乏风作为煤矿废渣气化所需的气化剂，使煤矿废渣气化为高温煤气，将高温煤气输送到乏风反应室；第一路加压预热乏风在乏风反应室内与高温煤气进行燃烧，生成高温烟气；步骤三、高温烟气通过换热装置的放热侧放热，使乏风通过换热装置的吸热侧时吸收高温烟气中含有的热量，高温烟气在换热装置的放热侧放热后向外界排出。与现有技术相比，本专利技术提供的瓦斯煤矿三废综合治理方法所能实现的有益效果，与上述技术方案提供的瓦斯煤矿三废热能发生装置所能达到的有益效果相同，在此不做赘述。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例的结构示意图一；图2为本专利技术实施例的结构示意图二；图3为本专利技术实施例的换热装置的结构示意图。附图标记：20-混合装置， 30-加压装置，31-气体输送鼓风机， 32-加压鼓风机，40-换热装置， 41-第一低温预热模块，42-第一中温预热模块， 43-第一高温预热模块，44-第二低温预热模块， 45-第二中温预热模块，46-第二高温预热模块， 47-第一吸热单元，48-第二吸热单元， 50-直接燃烧室，60-气化室， 70-乏风反应室，80-烟气处理装置， 90-引风机，100-电子控制单元， 101-第一浓度传感器，102-第二浓度传感器， 103-第一压力传感器，104-第二压力传感器， 105-换热出口温度传感器。具体实施方式为便于理解，下面结合说明书附图，对本专利技术实施例提供的瓦斯煤矿三废热能发生装置及瓦斯煤矿三废综合治理方法进行详细描述。参阅图1，本专利技术实施例提供的瓦斯煤矿三废热能发生装置包括：用于使煤矿废渣气化的气化室60，用于向煤矿废渣提供气化压力的加压装置30，以及用于使乏风预热达到活性温度的换热装置40；加压装置30的入口与煤矿瓦斯管道相连通，加压装置30的出口与换热装置40的吸热侧的入口相连，换热装置40的吸热侧的出口分别与乏风反应室70的入口和气化室60的入口相连，气化室60的出口与乏风反应室70的入口相连，乏风反应室70的出口经换热装置30的放热侧与外界连通。回收余热时，煤矿瓦斯管道输出的乏风通过加压装置30和换热装置40
的吸热侧；乏风的压力在加压装置30被加压到煤矿废渣气化所需的气化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种瓦斯煤矿三废热能发生装置，其特征在于，包括用于使煤矿废渣气化的气化室，用于向煤矿废渣提供气化压力的加压装置，以及用于使乏风预热达到活性温度的换热装置；所述加压装置的入口与煤矿瓦斯管道相连通，所述加压装置的出口与所述换热装置的吸热侧的入口相连，所述换热装置的吸热侧的出口分别与乏风反应室的入口和所述气化室的入口相连，所述气化室的出口与所述乏风反应室的入口相连，所述乏风反应室的出口经换热装置的放热侧与外界连通。

【技术特征摘要】
1.一种瓦斯煤矿三废热能发生装置，其特征在于，包括用于使煤矿废渣气化的气化室，用于向煤矿废渣提供气化压力的加压装置，以及用于使乏风预热达到活性温度的换热装置；所述加压装置的入口与煤矿瓦斯管道相连通，所述加压装置的出口与所述换热装置的吸热侧的入口相连，所述换热装置的吸热侧的出口分别与乏风反应室的入口和所述气化室的入口相连，所述气化室的出口与所述乏风反应室的入口相连，所述乏风反应室的出口经换热装置的放热侧与外界连通。2.根据权利要求1所述的瓦斯煤矿三废热能发生装置，其特征在于，所述换热装置包括第一换热单元和第二换热单元；所述加压装置包括气体输送鼓风机和向煤矿废渣提供气化压力的加压鼓风机；其中，所述气体输送鼓风机的入口与所述煤矿瓦斯管道相连通，所述气体输送鼓风机的第一出口与所述第一换热单元的吸热侧入口相连，所述第一换热单元的吸热侧出口与所述乏风反应室的入口相连；所述气体输送鼓风机的第二出口通过加压鼓风机与所述第二换热单元的吸热侧入口相连，所述第二换热单元的吸热侧出口与所述气化室的入口相连；所述乏风反应室的出口分别经所述第一换热单元的放热侧和所述第二换热单元的放热侧与外界连通。3.根据权利要求2所述的瓦斯煤矿三废热能发生装置，其特征在于，所述换热装置还包括第一吸热单元和第二吸热单元；所述第一换热单元包括第一低温预热模块、第一中温预热模块、第一高温预热模块；所述第二换热单元包括第二低温预热模块、第二中温预热模块、第二高温预热模块；所述第一低温预热模块与所述第一中温预热模块之间的管路，以及所述第二低温预热模块与所述第二中温预热模块之间的管路均设置所述第一吸热单元；所述第一中温预热模块与所述第一高温预热模块之间的管路，以及所述第二中温预热模块与所述第二高温预热模块之间的管路均设置所述第二吸热
\t单元。4.根据权利要求3所述的瓦斯煤矿三废热能发生装置，其特征在于，所述第一吸热单元为软水加热器；所述第二吸热单元包括省煤器、蒸发器和蒸汽过热器。5.根据权利要求2～4中任一项所述的瓦斯煤矿三废热能发生装置，其特征在于，所述第一换热单元的吸热侧出口与所述乏风反应室的入口之间设有直接燃烧室；所述第一换热单元的吸热侧出口分别与所述乏风反应室的入口和所述直接燃烧室的第一入口相连，所述气化室的出口与所述直接燃烧室的第二入口相连，所述直接燃烧室的出口与所述乏风反应室的入口相连。6.根据权利要求1所述的瓦斯煤矿三废热能发生装置，其特征在于，所述换热装置的放热侧出口设有引风机和/或烟气处理装置。7.根据权利要求1或6所述的瓦斯煤矿三废热能发生装置，其特征在于，所述煤矿瓦斯管道通过混合装置与所述加压装置的入口相连；所述煤矿瓦斯管道包括乏风管道和超低浓度瓦斯管道，所述乏风管道的出口与所述混合装置的第一入口相连，所述超低浓度瓦斯管道的出口与所述混合装置的第二入口相连；其中，所述超低浓度瓦斯是指煤矿所产生的甲烷浓度介于0.75％～6％之间的瓦斯。8.根据权利要求7所述的瓦斯煤矿三废热能发生装置，其特征在于，所述瓦斯煤矿三废热能发生装置还包括信号采集单元和电子控制单元；其中，所述信号采集单元包括第一瓦斯浓度传感器、第二瓦斯浓度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器以及换热出口温度传感器；所述第一瓦斯浓度传感器、第二瓦斯浓度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器以及换热出口温度传感器分别与电子控制单元信号连接；所述第一瓦斯浓度传感器设在超低浓度瓦斯管道上，第二瓦斯浓度传感器设在所述混合装置的出口处；所述第一压力传感器设在所述加压装置的入口处，所述第二压力传感器设在所述加压装置的出口处；所述换热出口温度传感器设在所述换热装置的出口处；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王孝敏，杨君廷，
申请(专利权)人：北京君发能环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11