[发明专利]一种微波加热煤矸石的煤层气脱氧装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波加热煤矸石的煤层气脱氧装置，属煤层气脱氧及煤矸石处理设备的技术领域。

背景技术

煤炭既是一种能源，又是一种化工原料，伴随着煤炭开采，会产生煤层气及煤矸石。

煤层气的主要成分是CH₄，储存于煤层之间，是与煤共生的资源，在目前的煤层气开采方式中，有一部分煤层气采取井下抽放的方式开采，井下抽放煤层气的CH₄体积含量为50%，其余为空气，由于含有氧气，直接利用具有安全隐患，故必须除氧后才可进行利用；全世界每年因煤炭开采直接向大气排放的煤层气达315-540亿m³，中国为煤层气排放大国，占排放量的30%，由于CH₄的温室效应是CO₂的21倍，煤层气的直接排放使得环境污染极为严重，是目前急待解决的问题。

煤层气脱氧方法主要有非催化燃烧脱氧和催化燃烧脱氧，非催化脱氧采用焦炭作为脱氧剂，例如专利CN1919986A，催化燃烧脱氧使甲烷与氧气在催化剂上发生燃烧反应；例如专利CN101613627A，煤层气脱氧是采用电炉加热；例如专利CN201770681U，存在加热时间长、能耗高的问题，而且反应装置采用绝热式反应器，没有冷却装置，煤层气脱氧反应产生的热量无法及时移出，反应器内温度上升使甲烷裂解加重，降低了甲烷的回收率。

微波是波长在1米到0.1毫米之间的电磁波，微波加热具有很强的穿透性，对加热物质具有选择性吸热的特性，微波加热比电炉加热具有快速、节能的优点；煤矸石是一种强吸微波的物质，采用微波加热煤矸石进行煤层气脱氧具有突出优点。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的不足，设计一种微波加热煤矸石处理含氧煤层气的装置，采用微波加热煤矸石，输入含氧煤层气，采用微计算机自动控制，输出脱氧煤层气并产生副产物硅铝酸盐，以提高煤矸石的处理效率和煤层气的脱氧效果。

技术方案

主要结构包括：微波加热炉、网孔底板、气体箱、平面底板、产物箱、底座、炉盖、电动板、外水循环冷却管、微波加热器、含氧煤层气储罐、脱氧煤层气液化罐、进气管、进气阀、出气管、出气阀、电控箱、显示屏、指示灯、控制器、电路板、电路板电路、导线、螺栓；

微波加热炉为竖式，微波加热炉内下部为网孔底板，网孔底板下部为气体箱，气体箱下部为平面底板，平面底板下部为产物箱，产物箱下部为底座，产物箱右侧部设有出料门；微波加热炉周边外部设有外水循环冷却管并环绕，由进水阀、出水阀与外接水源联接；在微波加热炉外部炉壁上设有微波加热器、观察窗；微波加热炉上部为炉盖，炉盖上部设有温度传感器、进料斗、安全排气阀，在炉盖、进料斗之间设有第一电动卸料板；在网孔底板上中间位置设有第二电动卸料版；在平面底板上设有第三电动卸料板；在微波加热炉内、网孔底板的中间位置设有煤矸石转盘及其上的煤矸石，炉腔内上部为脱氧煤层气；在气体箱内为含氧煤层气；产物箱内为固体产物硅铝酸盐；气体箱左下部联通进气管、进气阀、含氧煤层气储罐；微波加热炉右上部联通出气管、出气阀、脱氧煤层气液化罐；在微波加热炉左部设有电控箱，在电控箱的前部控制面板上设有显示屏、指示灯、电源开关、微波控制器、第一电动板控制器、第二电动板控制器、第三电动板控制器、加热温度控制器，煤矸石转盘控制器；在电控箱内部设有电路板，并由螺栓固定，电路板上为电路板电路；电控箱与微波加热炉之间由导线联接。

有益效果

本发明与背景技术相比具有明显的先进性，采用微波加热炉对煤矸石、含氧煤层气进行处理，得到脱氧煤层气及固体产物硅铝酸盐，微波加热炉外部设置外水循环冷却管路，电控箱由微计算机进行程序控制，实现了功能自动化，本装置设计先进，结构紧凑，安全稳定可靠，自动化程度高，是十分理想的微波加热煤矸石的煤层气脱氧装置。

 

附图说明

图1为整体结构图

图2为图1的A-A剖面图

图3为电路板电路图

图中所示，附图标记清单如下：