超低浓度瓦斯双氧化装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于超低浓瓦斯处理的技术领域，具体涉及一种超低浓度瓦斯双氧化装置，解决了现有瓦斯氧化反应装置不适用于浓度0.3%～3%的煤矿瓦斯处理，安全性和经济性差的问题。其用于处理甲烷浓度0.3%～3%的瓦斯，其包括蓄热催化室，所述的蓄热催化室内设有蜂窝蓄热陶瓷、陶瓷小球以及设置于蜂窝蓄热陶瓷和陶瓷小球之间的蜂窝催化剂，所述的超低浓度瓦斯自蜂窝蓄热陶瓷进，经蜂窝催化剂氧化后从陶瓷小球出，超低浓度瓦斯接触蜂窝催化剂发生反应，反应温度350℃～450℃。本发明专利技术实现了允许氧化装置处理浓度上限提升至3%，提高了氧化装置的安全性和经济性。

Ultra low concentration gas dual oxidation unit

The invention belongs to the technical field of ultra-low concentration gas treatment, in particular relates to an ultra-low concentration gas double oxidation device, and solves the problem that the existing gas oxidation reaction device is not suitable for coal mine gas treatment with a concentration of 0.3%-3%, and has poor safety and economy. The utility model is used for treating gas with methane concentration of 0.3%-3%, which comprises a regenerative catalytic chamber, in which honeycomb regenerative ceramics, ceramic pellets and honeycomb catalysts arranged between the honeycomb regenerative ceramics and the ceramic pellets are arranged. The ultra-low concentration gas is fed from the honeycomb regenerative ceramics and oxidized by the honeycomb catalysts. From the ceramic pellets, ultra-low concentration gas contacted the honeycomb catalyst, and the reaction temperature ranged from 350 450. The method realizes that the upper limit of treatment concentration of the permissible oxidation device is raised to 3%, and the safety and economy of the oxidation device are improved.

【技术实现步骤摘要】
超低浓度瓦斯双氧化装置
本专利技术属于超低浓瓦斯处理的
，具体涉及一种超低浓度瓦斯双氧化装置，是一种采用蓄热、催化技术，将浓度0.3%～3%的煤矿瓦斯氧化分解为二氧化碳和水，并产生高温烟气的装置。
技术介绍
现有的通风瓦斯氧化装置用于处理甲烷浓度低于1.2%的瓦斯，应用蓄热氧化反应进行处理，反其应温度为800-900度，该技术比较成熟，环保性能好，处理后的产物直接进行排放，经济效益比较差。对于超低浓度瓦斯，特指甲烷浓度低于3%的煤矿瓦斯。此浓度范围的瓦斯远低于爆炸极限浓度，在自然条件下无法燃烧。如果用现有通风瓦斯蓄热氧化装置进行处理，其安全风险比较大，并不适合。而现有催化氧化装置不能处理浓度过高的预混气体；处理浓度过高的气体将导致催化剂超温并使催化剂失去活性，也不适合超低浓度瓦斯处理。
技术实现思路
本专利技术为了解决了现有瓦斯氧化反应装置不适用于浓度0.3%～3%的煤矿瓦斯处理，安全性和经济性差的问题，提供了一种超低浓度瓦斯双氧化装置。本专利技术采用如下的技术方案实现：一种超低浓度瓦斯双氧化装置，用于处理甲烷浓度0.3%～3%的瓦斯，其包括蓄热催化室，所述的蓄热催化室内设有蜂窝蓄热陶瓷、陶瓷小球以及设置于蜂窝蓄热陶瓷和陶瓷小球之间的蜂窝催化剂，所述的超低浓度瓦斯自蜂窝蓄热陶瓷进，经蜂窝催化剂氧化后从陶瓷小球出，超低浓度瓦斯接触蜂窝催化剂发生反应，反应温度350℃～450℃，所述的陶瓷小球的充填量V满足以下关系式：V≥C1·Q·D0.5，其中，V为陶瓷小球的充填量，单位m3；C1为常数，取值范围为1.69×10-5～2.83×10-5；Q为处理超低浓度瓦斯的流量，单位m3/h；D为处理超低浓度瓦斯的体积浓度比，单位%。进一步的，所述的蓄热催化室流通面积A满足以下关系式：A=C·Q/v，其中，A为蓄热室流通面积，单位m2；C为常数，取值范围为7.3×10-5～12.1×10-5；Q为处理超低浓度瓦斯的流量，单位m3/h；v为空塔流速，单位m/s，取值为0.5m/s～1.0m/s。进一步的，所述的蓄热催化室对称布置两个，两个蓄热催化室之间设置隔墙，蓄热催化室上方设置高温烟气出口通往余热利用装置，两个蓄热催化室底部分别设置入口管道和出口管道，两入口管道都与超低浓度瓦斯管道连接，两出口管道都与排烟管道连接，两入口管道上都设置有入口换向阀，两出口管道上设置出口换向阀，入口换向阀和出口换向阀分别控制一个蓄热催化室进气、另一个蓄热催化室排烟，并进行交换实现装置连续运行。进一步的，所述的蜂窝蓄热陶瓷、蜂窝催化剂以及陶瓷小球从下至上依次充填形成蓄热体，所述的蜂窝蓄热陶瓷充填高度300mm～500mm；蜂窝催化剂充填高度100mm～300mm；陶瓷小球充填高度300mm～500mm。进一步的，所述的入口管道和所述出口管道的上端设置有篦子板，篦子板上方为蜂窝蓄热陶瓷。现有蓄热氧化装置仅仅有蓄热氧化反应。本专利技术蜂窝蓄热陶瓷和陶瓷小球之间增加蜂窝催化剂，形成蓄热催化双氧化过程，降低氧化装置反应温度至350℃～450℃。此反应温度低于甲烷自然条件下的点燃温度，这样混合气体只有接触催化剂才会开始反应，离开催化剂不会反应；氧化装置的安全性得到提高。因为氧化装置安全性的提高，允许氧化装置的处理浓度上限提升至3%，氧化装置经济性也得到提高。现有催化氧化装置不能处理浓度过高的预混气体；处理浓度过高的气体将导致催化剂超温并使催化剂失去活性。本专利技术的双氧化装置，在催化剂的上层设置陶瓷小球蓄热层，吸收高温排烟的部分热量，烟气降低温度以后才进入催化剂，使催化剂得到有效保护。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术通过在蜂窝蓄热陶瓷和陶瓷小球之间增加蜂窝催化剂，调节反应温度降低，使瓦斯气在接触催化剂前不会反应，允许提高入口瓦斯的浓度上限至3%，提高了装置安全性、经济性。另外本专利技术蜂窝催化剂的上层设置陶瓷小球蓄热层，可以吸收高温排烟的部分热量，使催化剂得到有效保护，允许提高入口瓦斯浓度上限至3%，提高装置经济性。附图说明图1为本专利技术主视结构示意图。图2为本专利技术侧视结构示意图。图中：1-入口管道、2-入口换向阀、3-篦子板、4-蜂窝蓄热陶瓷、5-蜂窝催化剂、6-陶瓷小球、7-外墙、8-绝热保温层、9-高温烟气出口、10-隔墙、11-出口换向阀、12-出口管道。具体实施方式结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步说明。如图1、图2所示，本专利技术所述的超低浓瓦斯双氧化装置结构示意图。本专利技术所述的超低浓瓦斯双氧化装置采用对称布局，包括2个蓄热催化室；蓄热催化室内从下至上依次充填蜂窝蓄热陶瓷4、蜂窝催化剂5、陶瓷小球6。蜂窝蓄热陶瓷4充填高度300mm～500mm；蜂窝催化剂5充填高度100mm～300mm；陶瓷小球6充填高度300mm～500mm。蜂窝蓄热陶瓷4用于回收低温烟气热量，并初步预热低浓度瓦斯气体。蜂窝催化剂5用于使通过蜂窝催化剂的低浓度瓦斯气体开始氧化反应；蜂窝催化剂也具有回收烟气热量、预热低浓度瓦斯气体的作用。陶瓷小球6起蓄存热量、稳定温度作用，当气流温度过高时陶瓷小球存储热量，当气流温度过低时陶瓷小球释放热量，保护蜂窝催化剂不会因过热而失效。本专利技术所述的超低浓瓦斯双氧化装置通过入口管道1与低浓瓦斯管道连接，通过出口管道12与排烟管道连接。入口换向阀2和出口换向阀11分别控制一侧蓄热催化室进气、另一侧蓄热催化室排烟，并进行交换保证氧化装置连续运行。蓄热催化室上方设置高温烟气出口9通往余热利用装置（例如：余热锅炉）。如此，瓦斯氧化后生成的热量一部分通往余热利用装置回收利用，一部分进入另一侧蓄热氧化室用于余热新鲜瓦斯。陶瓷小球的充填量V（单位m3）还应满足以下关系式：V≥C1·Q·D0.5其中，C1为常数，取值范围为1.69×10-5～2.83×10-5；Q为催化氧化装置处理低浓度瓦斯的流量，单位m3/h；D为催化氧化装置处理低浓度瓦斯的浓度（体积比），单位%。两侧蓄热催化室间设置隔墙10，隔墙高度约1.2～1.5米（从蓄热体底部篦子板3起算）。单侧蓄热室流通面积A（单位m2）；空塔流速v（单位m/s），取值一般为0.5m/s～1.0m/s。蓄热室流通面积A还应满足如下关系式：A=C·Q/v其中，C为常数，取值范围为7.3×10-5～12.1×10-5；Q为催化氧化装置处理低浓度瓦斯的流量，单位m3/h。催化氧化室壁面内衬300mm轻质绝热保温层8，绝热保温层8所使用的材料为石棉纤维模块，导热系数小于0.153W/m·℃。催化氧化室温度以1050℃计算，要求所有壁面保温，外表面温度低于70℃。蓄热室外墙砌筑耐火砖外墙7；耐火砖与壳体之间内衬200mm轻质绝热保温材料（石棉纤维模块）。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超低浓度瓦斯双氧化装置，其特征在于用于处理甲烷浓度0.3%～3%的瓦斯，其包括蓄热催化室，所述的蓄热催化室内设有蜂窝蓄热陶瓷（4）、陶瓷小球（6）以及设置于蜂窝蓄热陶瓷（4）和陶瓷小球（6）之间的蜂窝催化剂（5），所述的超低浓度瓦斯自蜂窝蓄热陶瓷（4）进，经蜂窝催化剂（5）氧化后从陶瓷小球（6）出，超低浓度瓦斯接触蜂窝催化剂发生反应，反应温度350℃～450℃，所述的陶瓷小球的充填量V满足以下关系式：V≥C1·Q·D0.5 ，其中，V为陶瓷小球的充填量，单位m3；C1为常数，取值范围为1.69×10‑5～2.83×10‑5；Q为处理超低浓度瓦斯的流量，单位m3/h；D为处理超低浓度瓦斯的体积浓度比，单位%。

【技术特征摘要】
1.一种超低浓度瓦斯双氧化装置，其特征在于用于处理甲烷浓度0.3%～3%的瓦斯，其包括蓄热催化室，所述的蓄热催化室内设有蜂窝蓄热陶瓷（4）、陶瓷小球（6）以及设置于蜂窝蓄热陶瓷（4）和陶瓷小球（6）之间的蜂窝催化剂（5），所述的超低浓度瓦斯自蜂窝蓄热陶瓷（4）进，经蜂窝催化剂（5）氧化后从陶瓷小球（6）出，超低浓度瓦斯接触蜂窝催化剂发生反应，反应温度350℃～450℃，所述的陶瓷小球的充填量V满足以下关系式：V≥C1·Q·D0.5，其中，V为陶瓷小球的充填量，单位m3；C1为常数，取值范围为1.69×10-5～2.83×10-5；Q为处理超低浓度瓦斯的流量，单位m3/h；D为处理超低浓度瓦斯的体积浓度比，单位%。2.根据权利要求1所述的超低浓度瓦斯双氧化装置，其特征在于所述的蓄热催化室的流通面积A满足以下关系式：A=C·Q/v，其中，A为蓄热室流通面积，单位m2；C为常数，取值范围为7.3×10-5～12.1×10-5；Q为处理超低浓度瓦斯的流量，单位m3/h；v为空塔流速，单位m/s，取值为0.5m/s～1.0m/s。3.根据权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：江河，闫风强，萧琦，
申请(专利权)人：山西文龙中美环能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14