煤矿抽排低浓度瓦斯热源撬制造技术

本发明专利技术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NOX拟制器输入端相通，NOX拟制器的输入端还连接有风机，NOX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。本发明专利技术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。

Prying of Low Concentration Gas Heat Source for Coal Mine Drainage

The invention discloses a pry for extracting low-concentration gas heat source in coal mine, which comprises an outlet pipe connected with underground gas at one end. The outlet pipe is arranged in turn with water ring pump, explosion arrester, explosion simulator and explosion releaser in the direction far away from underground gas. The other end of the outlet pipe is connected with the input end of NOX simulator used to suppress the production of nitrogen oxides. The input end of NOX simulator is also connected with a fan, and NOX simulator is connected with the input end of NOX simulator. The output end of the generator is connected with the pry input end of the heat source through the main pipe. The pry includes the shell, and the directional oxidation atmosphere setting area, the pre-oxidation area, the oxidation reactor area, the thermal oxidation area and the hot air outlet are arranged in turn in the direction far from the pry input end of the heat source. The heat source prying for extracting and discharging low-concentration gas in coal mine with the above structure can release heat after the CH4 in low-concentration gas is completely oxidized. As the heat source of steam boiler, power generation boiler, hot water boiler and other equipment, the coal mine can directly destroy and utilize the gas drainage, reduce energy waste and reduce environmental pollution.

【技术实现步骤摘要】
煤矿抽排低浓度瓦斯热源撬
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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NOX拟制器输入端相通，所述NOX拟制器的输入端还连接有风机，所述NOX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；所述预氧化区，用于初步氧化；所述氧化反应堆区，用于催化氧化反应；所述热氧化区，用于氧化完全；所述定向氧化气氛整定区、所述预氧化区、所述氧化反应堆区和所述热氧化区内均设置有激发机构。优选的，所述激发机构包括电梯电弧，所述电梯电弧经高压线缆与高压调理器相连。优选的，所述定向氧化气氛整定区和所述预氧化区之间、所述预氧化区和所述氧化反应堆区之间以及所述氧化反应堆区和热氧化区均经隔离板隔离。优选的，所述主管经至少两个分支管与所述热源撬输入端相通，所述分支管上设置有用于单向氧化的氧化阻断器。优选的，所述泄爆器和所述NOX拟制器之间部分的所述出气管与放空管相通，所述放空管上设置有放空调节阀。优选的，所述热风出口经出风管与蒸汽锅炉、发电锅炉或者热水锅炉连接。优选的，所述壳体内壁粘接有隔热层，所述隔热层的材质为陶瓷纤维。优选的，所述壳体底端依次经紧固螺栓、底盘固定于地面上。本专利技术的有益效果：1、能够高效地直接利用CH4含量为5％以上的全部抽排瓦斯(更低浓度的瓦斯也可有条件的摧毁和利用),摧毁率可达到99.9％以上，且100％的产生950℃±50℃的高温热风，没有低温尾气排出，除本体的少量散热损失，氧化热量可全部被受热体利用，所产生的高温风可作为发电锅炉，蒸汽锅炉、热水锅炉，热风发生器等受热体的高品质热源使用；2、设有NOX拟制器，反应裂度受控，过程中不生成NOX，不需要另设脱硝装置，运行成本低；3、系统无可动部件，自耗能，无需要另加大功率电源和燃料气源建立温度场，启动简单，运行、维修费用都很低；4、系统流程短而简捷，工程没有大型管道建设、费用低、占地少建设工期短；6、可在总部设有监控中心，远程对每台热源撬的运行状况进行实时监控，可解用户之忧；7、可单台使用，也可多台组合使用，从而满足不同瓦斯产出量的需要；8、撬装型式，体积相对较小，便于整体搬迁，当瓦斯资源枯竭时可搬迁至它处使用。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术的实施例一种煤矿抽排低浓度瓦斯热源撬的结构图。其中：1、风机；2、放空管；3、水环泵；4、阻爆器；5、拟爆器；6、泄爆器；7、NOX拟制器；8、主管；9、氧化阻断器；10、定向氧化气氛整定区；11、预氧化区；12、氧化反应堆区；13、热氧化区；14、壳体；15、热风出口。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围并不限于本实施例。图1为本专利技术的实施例一种煤矿抽排低浓度瓦斯热源撬的结构图，如图1所示，本专利技术的结构，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3、阻爆器4、拟爆器5和泄爆器6，出气管另一端与用于抑制氮氧化物产生的NOX拟制器7输入端相通，NOX拟制器7的输入端还连接有风机1，NOX拟制器7输出端经主管8与热源撬输入端连接，主管8经至少两个分支管与热源撬输入端相通，分支管上设置有用于单向氧化的氧化阻断器9，热源撬包括壳体14、向远离热源撬输入端的方向依次设置于壳体14内的定向氧化气氛整定区10、预氧化区11、氧化反应堆区12、热氧化区13和热风出口15，热风出口15经出风管与蒸汽锅炉、发电锅炉或者热水锅炉连接，定向氧化气氛整定区10和预氧化区11之间、预氧化区11和氧化反应堆区12之间以及氧化反应堆区12和热氧化区13均经隔离板隔离，隔离板的材质为非金属耐高温材质；定向氧化气氛整定区10，用于控制瓦斯浓度、流速和反应裂度；预氧化区11，用于初步氧化；氧化反应堆区12，用于催化氧化反应，内置有催化剂；热氧化区13，用于氧化完全；定向氧化气氛整定区10、预氧化区11、氧化反应堆区12和热氧化区13内均设置有激发机构，激发机构包括电梯电弧，电梯电弧经高压线缆与高压调理器相连。本实施例，泄爆器6和NOX拟制器7之间部分的出气管与放空管2相通，放空管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一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，其特征在于：所述出气管另一端与用于抑制氮氧化物产生的NOX拟制器输入端相通，所述NOX拟制器的输入端还连接有风机，所述NOX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；所述预氧化区，用于初步氧化；所述氧化反应堆区，用于催化氧化反应；所述热氧化区，用于氧化完全；所述定向氧化气氛整定区、所述预氧化区、所述氧化反应堆区和所述热氧化区内均设置有激发机构。

【技术特征摘要】
1.一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，其特征在于：所述出气管另一端与用于抑制氮氧化物产生的NOX拟制器输入端相通，所述NOX拟制器的输入端还连接有风机，所述NOX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；所述预氧化区，用于初步氧化；所述氧化反应堆区，用于催化氧化反应；所述热氧化区，用于氧化完全；所述定向氧化气氛整定区、所述预氧化区、所述氧化反应堆区和所述热氧化区内均设置有激发机构。2.根据权利要求1所述的一种煤矿抽排低浓度瓦斯热源撬，其特征在于：所述激发机构包括电梯电弧，所述电梯电弧经高压线缆与高压调理器相连。3.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，李湘庭，
申请(专利权)人：李强，李湘庭，
类型：发明
国别省市：北京,11