用于处理煤矿通风乏气的燃烧反应装置制造方法及图纸

一种用于处理煤矿通风乏气的燃烧反应装置，其特征在于：包括进气区（１），进气区（１）与预热区（２）内热交换器的进气口连通，热交换器的出气口与燃烧区（４）连通，燃烧区（４）并与预热区（２）连通，预热区（２）与排气区（６）连通。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于处理煤矿通风乏气的燃烧反应装置，其适用于出风口通风乏气中甲烷浓度在0.15-1.0％之间的煤矿销毁排气中甲烷，达到保护环境及能源利用的目的。二
技术介绍
现有技术中，有关煤矿通风乏气的利用装置有加拿大CANMET能源技术中心研制的CFRR催化燃烧器及美国Sequa公司在MEGTEC系统中公布的可用于处理煤矿通风乏气的热力TFRR燃烧器。CFRR参见图5，其工作原理是采用可再生的热交换器实现气固之间的能量传输和转移，催化剂用于降低反应的活化能。实际工作时，矿井通风乏气由左边进入，从右边排出。一个循环过程由两个反向流动组成，每个反向流动组成半个循环；假设第一个半循环是当阀门10关闭，阀门9打开，这时气流从底到顶穿过反应器，在规定时间以后(通常很短，1分钟左右)，阀门9关闭，阀门10打开，气流从项到底发生反向流动，组成一个循环。开始启动时，由电加热元件预热床层，使中央温度达到点火温度(1000℃)，在第一个半循环中，当混合物超过甲烷点燃温度时，此时就会发生甲烷的氧化反应。如果床层维持此温度，甲烷就会完全地转化成二氧化碳和水。然后热的燃烧气体穿过上边的催化剂层12和热交换介质11，并将热量传递给上边的催化剂层12和热交换介质11。当反应器风流反向时，新的通风乏气以环境温度从上边进入，通过热交换介质11和催化剂层12吸收热量，到达反应器中心时接近甲烷燃烧温度，燃烧就会发生。随后热的燃烧气体穿过下边的催化剂层12和热交换介质11，并将热量传递给下边的催化剂层12和热交换介质11，用于预热下一个循环前半部分流动的进气流的预热。试验表明，如果进气流中甲烷浓度保持在至少0.15％以上，这个过程就会自动进行下去。TFRR参见图6，和CFRR相比，只是缺少了催化剂层，工作原理同CFRR。这种用于处理煤矿通风乏气的反应装置，目前还处于研究开发阶段，并未在实际中大量应用，中国还没有类似技术。而且，现有的技术存在以下缺点一是反向流动，系统复杂，难于控制。二是对部件质量要求较高，例如阀门。三是阀门的频繁开启，稳定性及安全性不好。三、
技术实现思路
本技术为了解决上述
技术介绍
中的不足之处，提供一种用于处理煤矿通风乏气的燃烧反应装置，其结构简单、易于操作，采用热的燃烧烟气预热新进的通风乏气及用催化剂降低燃烧反应的活化能，变反向间歇流动为单向连续稳定流动，提高了系统的稳定性、安全性和可操作性。为实现上述目的，本技术采用的技术方案为一种用于处理煤矿通风乏气的燃烧反应装置，其特殊之处在于包括进气区，进气区与预热区内热交换器的进气口连通，热交换器的出气口与燃烧区连通，燃烧区并与预热区连通，预热区与排气区连通。上述预热区与燃烧区之间设有活化区。上述活化区内设有燃烧催化剂。上述燃烧催化剂可以是Pb/Al2O3或Pt/Al2O3或Pb-Pt/Al2O3。上述热交换器的散热管内填充有多孔惰性贮热材料。上述热交换器的出气口与活化区通过风道连通。上述燃烧区与预热区通过风道连通。上述热交换器可以是鳍片热交换器。上述燃烧区内设有加热元件，加热元件为电加热元件。上述燃烧反应装置外表面覆有保温层。与现有技术相比，本技术具有的优点和效果如下1、本技术提供一种全新的燃烧反应器，其结构简单、易于操作，采用热的燃烧烟气预热新进的通风乏气及用催化剂降低燃烧反应的活化能，能够连续、稳定地实现通风乏气中甲烷的转化；2、本技术从根本上改变了反应器结构，变双层催化剂布置为单层布置，节约了设备投资费用；3、本技术采用热的燃烧烟气通过热交换器预热新进通风乏气，取代了用热交换介质预热通风乏气的方法，并采用鳍片热交换器加强了换热效果；4、本技术变反向间歇流动为单向连续稳定流动，提高了系统的稳定性、安全性和可操作性。实验表明，在常压及通风乏气中甲烷浓度在0.15-1.0％之间，本技术对甲烷的转化效率达到95％以上。四附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术结构的另一种变形；图3为本技术的简化结构示意图；图4为本技术的简化结构的另一种变形； 图5为
技术介绍
中CFRR燃烧器的工作原理图；图6为
技术介绍
中TFRR燃烧器的工作原理图。五具体实施方式本技术的工作原理是采用回流热的燃烧烟气到进气口，实现对新进通风气的预热，并用鳍片热交换器加强了换热效果，催化剂用于降低反应的活化能，使其在350℃～800℃的低温条件下，实现甲烷的燃烧转化，形成了依次由预热、活化、燃烧顺序组成的单向连续流动催化燃烧反应器。参见图1，包括进气区1，进气区1与预热区2内鳍片热交换器的进气口连通，热交换器的出气口与活化区3通过风道5连通，活化区3内设有燃烧催化剂，燃烧催化剂可以是Pb/Al2O3或Pt/Al2O3或Pb-Pt/Al2O3。活化区3与燃烧区4连通，燃烧区4内设有电加热元件，燃烧区4并与预热区2连通，预热区2与排气区6连通。另外，热交换器的散热管内填充有多孔惰性贮热材料8，催化燃烧反应器外表面覆有保温层7。参见图2，图2为本技术结构的另一种变形，热交换器的出气口与活化区3直接连通，燃烧区4并与预热区2通过风道5连通，也在本技术的保护范围之内。参见图3、图4，图3、图4为本技术的简化结构形式，与上述两图相比，没有活化区及催化剂。其它结构，图3同图1，图4同图2，均在本技术的保护范围之内。图1所示结构实际工作过程为当开始启动时，先用电加热元件预热反应器燃烧区4，使其中心温度达到甲烷的自动点火温度(1000℃)，然后，矿井通风乏气以环境温度从进气区1处进入反应器，首先通过鳍片热交换器的芯管内部流动，到达预热区2，再通过风道5向下回流，经过安装有燃烧催化剂的活化区3，到达燃烧区4发生燃烧反应。然后，热的燃烧气体通过鳍片热交换器的芯管外部穿过热交换区2，与新进的通风乏气发生热交换后，最终以无害的热气体排出反应器外。反应正常进行后，加热元件熄灭，从进气区1处进入的通风乏气先通过鳍片热交换器的芯管内部在预热区2中预热，吸收热量，使温度升高，再通过风道5向下回流，经过活化区3，温度继续升高，最后在燃烧区4处燃烧，热的燃烧气体同样从热交换器的芯管外部流动，完成与新进通风乏气的热量交换后，再排出反应器外加以利用。只要通风乏气中甲烷浓度至少大于0.15％，这个过程就会自动进行下去。权利要求1.一种用于处理煤矿通风乏气的燃烧反应装置，其特征在于包括进气区(1)，进气区(1)与预热区(2)内热交换器的进气口连通，热交换器的出气口与燃烧区(4)连通，燃烧区(4)并与预热区(2)连通，预热区(2)与排气区(6)连通。2.根据权利要求1所述的用于处理煤矿通风乏气的燃烧反应装置，其特征在于所述预热区(2)与燃烧区(4)之间设有活化区(3)。3.根据权利要求2所述的用于处理煤矿通风乏气的燃烧反应装置，其特征在于所述活化区(3)内设有燃烧催化剂。4.根据权利要求3所述的用于处理煤矿通风乏气的燃烧反应装置，其特征在于所述燃烧催化剂为Pb/Al2O3或Pt/Al2O3或Pb-Pt/Al2O3。5.根据权利要求4所述的用于处理煤矿通风乏气的燃烧反应装置，其特征在于所述热交换器的散热管内填充有多孔惰性贮热材料(8)。6.根据权利要求5所述的用于处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，
申请(专利权)人：张强，
类型：实用新型
国别省市：