[发明专利]煤矿低浓度瓦斯甲烷销毁方法及装置

说明书

一、技术领域

本发明涉及低浓度甲烷含量的煤矿瓦斯中甲烷销毁技术及设备，特别涉及 一种煤矿低浓度瓦斯甲烷销毁方法及装置。

二、背景技术

目前，煤矿采煤活动中一种被称为“乏风”的含有1.5％以下甲烷的瓦斯气 体，尚没有合适的技术经济手段对这部分瓦斯进行销毁、利用，基本全部排入 大气当中。研究和示范性处理及利用煤矿抽排瓦斯(乏风)，其基本原理是基于 “逆流热氧化反应”技术，但由于低含量的甲烷，在销毁过程中相对消耗的额 外能源较大，并且由于甲烷与空气中氧和氮的分子量相差较大，在不同热力场 环境中产生快速分离，使甲烷不再与空气均匀混合，使热氧化反应不能持续进 行，这一点在大体积空间的氧化装置内表现比较明显。同样，在高瓦斯矿区还 通过地面固定式抽排系统将煤层中的甲烷、二氧化碳等有害气体排出。有些煤 矿由于煤层的透气性较差，虽然抽排的瓦斯其甲烷含量较低，体积含量在6％以 下，但目前也还没有合适的技术经济手段对这部分瓦斯进行销毁、利用，基本 全部排入大气当中。有些煤矿瓦斯中含较多的氮气和二氧化碳，虽然甲烷体积 含量高于6％，但也仍然无法处理、利用。这样，一则浪费这些可利用资源，二 则在一定程度上污染了环境，其实是一种损失。

三、发明内容

本发明的目的提供一种煤矿低浓度瓦斯甲烷销毁方法，采用使瓦斯中微 量的甲烷与其中的混合物在高温环境条件下发生氧化反应，将甲烷销毁，既实 现环境保护，又克服和避免上述现有技术中存在的缺点或不足。

本发明所述的煤矿低浓度瓦斯甲烷销毁方法，包括利用煤矿低浓度瓦斯甲 烷销毁装置中的氧化床，由运行检测控制系统控制，并在其中进行加热和氧化 反应，其步骤及顺序如下：(A)首先给该装置氧化床通电，创造甲烷进行氧化 反应的环璄，启动加热至少800℃；(B)将煤矿低浓度瓦斯甲烷输入氧化床中， 其中的甲烷将与氧迅速发生反应，并释放热量；(C)装置的储热体储存(A)、 (B)步骤释放的热量；(D)反应后的清洁废气排出氧化床；(E)切换方向， 再将煤矿低浓度瓦斯甲烷输入氧化床中，又迅速进行氧化反应并释放热量；(F) 储存并输出多余的反应热量，如此反复步骤(B)、(C)、(D)、(E)、(F)。所述 煤矿低浓度瓦斯甲烷销毁是在煤矿低浓度瓦斯甲烷销毁装置中，按步骤自动进 行，低浓度抽排瓦斯甲烷输入煤矿低浓度瓦斯甲烷销毁装置时，须经过包括顺 次相连的引风机、安全阀及风压感应管、气控关断阀、流量调节阀、快速切断 阀、干式阻火器、湿式阻火器和手动阀构成的进气系统及安全保护机构。

其中，所述快速切断阀、流量调节阀和安全阀，由传感器采集的数据作为 煤矿低浓度瓦斯甲烷销毁装置抽排瓦斯添加数量控制和安全保护的依据，当出 现瓦斯添加后甲烷浓度数据超出安全设定数据后，自动调节流量调节阀，当出 现调节失灵或煤矿低浓度瓦斯甲烷销毁装置乏风或矿井乏风浓度突升超时，控 制系统通过安全阀、快速切断阀关断保护。

本发明的另一目的是提供一种煤矿低浓度瓦斯甲烷销毁装置，采用高温氧 化反应及换热机构，取出利用或销毁。

本发明所述的煤矿低浓度瓦斯甲烷销毁装置，包括切换阀机构，氧化床、 回收阀机构、进气系统、运行检测控制系统和由干式阻火器、湿式阻火器、快 速切断阀及电气控制器构成的安全保护机构，切换阀机构与氧化床安装在一起， 切换阀机构的切换阀的上下部设有分别与进气系统和回收阀相连接的乏风进口 和废气排出口。所述回收阀机构与废气排出口相连接，乏风进口与进气系统相 连接，进气系统与安全保护机构相连接，共同构成一体。所述切换阀机构包括 切换电磁换向阀及其顺次连接的切换阀气缸、平衡梁、平衡梁支点和切换阀。