[发明专利]乏风瓦斯蓄热氧化系统及其联合预热启动方法

说明书

技术领域

本发明属于用于或不用于其他目的的瓦斯排放方法或装置领域，具体是涉及一种乏风瓦斯蓄热氧化系统及其联合预热启动方法。

背景技术

煤矿通风瓦斯又称乏风瓦斯,乏风瓦斯中甲烷含量低且缺乏有效的利用手段，通常是采用直接将乏风瓦斯排入大气，一方面据有关资料统计，2008年通过乏风排入大气中的甲烷量已达到161亿m³，另一方面研究表明甲烷温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强，因此乏风瓦斯回收利用具有节能和环保双重意义。

乏风瓦斯中甲烷含量低，无法直接被点燃或维持燃烧，这是开发利用乏风瓦斯的难点，随着人们对能源以及环境问题的重视，国内外对乏风瓦斯的处理和能量回收利用技术越发关注，目前乏风瓦斯的氧化利用多采用热逆流氧化技术，其工作原理为：装置启动时由辅助加热手段将氧化床中心部分加热至高温，形成中心温度高、两侧温度低的温度场，乏风瓦斯初始从一个方向通过蜂窝陶瓷蓄热体，在流动过程中吸收热量温度逐渐升高并迅速氧化，氧化后的高温烟气继续流动并将后续的蓄热体加热，烟气自身温度降低后排出反应器；经过一定周期后，气流换向，如此循环往复，系统持续运行。

煤矿风井出口乏风流量一般很大，可达几十万方/小时，而目前单台乏风瓦斯蓄热氧化装置最大处理量一般在6万m³/h左右，以一个乏风流量为60万m³/h风井出口为例，其可配置10台乏风瓦斯蓄热氧化装置，目前的现状是每台乏风瓦斯蓄热氧化装置均会配置电加热器或燃油/气预热系统，而预热系统仅在装置启动时使用，使用频率很低，每台装置均配置预热系统造成了资源的重复配置，需要耗费大量投资，并造成资源的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种乏风瓦斯蓄热氧化系统及其联合预热启动方法，该乏风瓦斯蓄热氧化系统通过仅在第一台乏风瓦斯蓄热氧化装置内设置有预热装置，可以达到乏风瓦斯蓄热氧化系统联合预热启动，减少预热装置的重复配置，有效利用的资源，节省大量投资和能源。

为了达到上述目的，本发明一种乏风瓦斯蓄热氧化系统，包括与煤矿风井出口连通的乏风瓦斯进气管、依次与乏风瓦斯进气管连通不少于2台的瓦斯蓄热氧化装置和依次与氧化装置连通的烟气出气管，所述乏风瓦斯进气管和烟气出气管与每台氧化装置之间均分别设置有进气阀和出气阀，还包括烟气抽取管和与烟气抽取管连通且用于抽取第一台氧化装置Ⅰ内烟气的抽气泵Ⅰ，所述烟气抽取管与每台氧化装置之间均设置有抽气阀，所述氧化装置中仅最接近煤矿风井出口的氧化装置Ⅰ内设置有预热装置。

进一步，所述抽气泵Ⅰ入口设置在氧化装置Ⅰ内靠近蓄热体的高温区。

进一步，所述预热装置设置为电加热器或燃油/气加热装置。

本发明还揭示了一种乏风瓦斯蓄热氧化系统联合预热启动方法，其步骤如下：

1）打开与氧化装置Ⅰ连通的进气阀Ⅰ和出气阀Ⅰ，使少量乏风瓦斯通入氧化装置Ⅰ，开启预热装置，对进入氧化装置Ⅰ内的乏风瓦斯进行预热，被预热装置加热后的乏风瓦斯流过氧化床时加热蓄热体，直到氧化装置Ⅰ内氧化床温度达到800～1000℃，关闭预热装置，并通入额定量的乏风瓦斯，使氧化装置Ⅰ进入正常工作状态，氧化装置Ⅰ启动完成；

2）启动抽气泵Ⅰ和开启与抽气泵Ⅰ连通的抽气阀Ⅰ，从氧化装置Ⅰ抽取高温烟气，使高温烟气充入烟气抽取管；

3）打开第二台氧化装置Ⅱ与烟气抽取管之间的抽气阀Ⅱ，烟气抽取管内的高温烟气通过抽气阀Ⅱ充入氧化装置Ⅱ，高温烟气对进入氧化装置Ⅱ内的蓄热陶瓷进行预热，直到氧化装置Ⅱ内氧化床温度达到800～1000℃，关闭抽气阀Ⅱ，停止向氧化装置Ⅱ内输送高温烟气，打开与第二台氧化装置Ⅱ连通的进气阀Ⅱ和出气阀Ⅱ，使乏风瓦斯通入该氧化装置Ⅱ，通入额定量的乏风瓦斯，使氧化装置Ⅱ进入正常工作状态，氧化装置Ⅱ启动完成；

4）依照步骤2）的动作过程继续对下一台氧化装置进行预热启动，直到所有氧化装置均启动完成，实现乏风瓦斯蓄热氧化系统联合预热启动。

本发明还揭示了另一种乏风瓦斯蓄热氧化系统，包括与煤矿风井出口连通的乏风瓦斯进气管、依次与乏风瓦斯进气管连通的不少于3台的瓦斯蓄热氧化装置和依次与氧化装置连通的烟气出气管，所述乏风瓦斯进气管和烟气出气管与每台氧化装置之间均分别设置有进气阀和出气阀，所述第一台氧化装置Ⅰ与第二台氧化装置Ⅱ之间设置有烟气抽取管Ⅰ、抽气泵Ⅰ和抽气阀Ⅰ，所述第二台氧化装置Ⅱ与第三台氧化装置Ⅲ之间设置有烟气抽取管Ⅱ、抽气泵Ⅱ和抽气阀Ⅱ，依次类推，所述氧化装置中仅最接近煤矿风井出口的氧化装置Ⅰ内设置有预热装置。