[发明专利]乏风热逆流氧化装置机械调节式进气均流系统

说明书

技术领域

本发明提供一种乏风热逆流氧化装置机械调节式进气均流系统，属于煤矿通风瓦斯利用技术领域。

背景技术

煤矿生产过程中为了提高安全性，通常采用大量通风来排放煤矿瓦斯(称为矿井乏风，Ventilation Air Methane，简称VAM)。甲烷是煤矿瓦斯和很多工业废气的主要成分，是仅次于二氧化碳的第二大温室气体，但同时也是优质洁净的气体能源。我国是煤炭生产大国，每年通过煤矿乏风排放的纯甲烷在150亿立方米以上，不仅造成了不可再生能源资源的巨大浪费，也严重污染了大气环境。

乏风瓦斯体积浓度非常低(一般在0.1％～0.75％)、风量和体积浓度波动范围大的特点决定了很难利用传统燃烧器直接进行燃烧。目前热逆流氧化技术可以有效处理煤矿乏风，其原理是利用反应室内陶瓷氧化床的蓄热特性形成高温度场使甲烷氧化，并且通过换向流动反应技术维持氧化装置稳定运行。为维持氧化过程的稳定性和可靠性，一个关键问题是保证反应室横截面的温度均衡性和高温区的宽度。随着热逆流氧化装置的乏风处理能力不断加强，反应室的体积和横截面积随之不断增大，其横截面的温度均衡性愈发重要。进气均流系统是热逆流氧化装置中进行进气流量分配的关键部件，可保证反应室内的乏风氧化放热量亦分配均匀，对提升反应室横截面的温度均衡性和装置的甲烷转化率有重要意义。

中国专利文献CN200920025061.8提供的乏风氧化装置进排气导流系统，在乏风氧化装置上、下进排气腔安装了导流板，导流板一端通过固定轴铰接在反应室蓄热体上，导流板的活动端与高度控制装置连接，导流板将炉体的上、下进排气腔的进出风口均匀分割，从而调整反应室中的进气量分布均匀，使反应室横截面的温度场均衡，提高气体的氧化率。但是，该技术方案仍然存在不足，导流系统很难消除氧化装置进、出口附近反应室内的流量高峰，且导流板的角度在装置运行过程中无法灵活调整，对乏风流量波动较大的实际工况适应不佳，不能在进气流量差别较大的情况下使蓄热体横截面保持较好的温度均衡。另外，导流板的形状采用直板，并且直接铰接在反应室蓄热体上，容易在导流板根部产生流动死角，使反应室内局部区域流量降低，影响到反应室横截面的流量和温度场均衡。除此之外，目前还未见有结构和性能都比较完善的乏风热逆流氧化装置的进气均流系统。

发明内容

本发明的目的是弥补现有煤矿乏风瓦斯氧化装置进排气均流技术的不足，提供一种乏风热逆流氧化装置机械调节式进气均流系统，保证装置反应室的进气量和温度均匀分布，提高装置运行的可靠性和乏风瓦斯氧化率。

本发明的目的是由下述技术方案实现的：

一种乏风热逆流氧化装置机械调节式进气均流系统，包括两个进排气口扩张段、两个一端开口的进排气腔和反应室，其中反应室的上、下侧分别设置一进排气腔，反应室与进排气腔连通，每个进排气腔的开口端对应与进排气口扩张段连通，其特征在于：在每个进排气口扩张段的外部上壁上增设一套第一机械调节机构，在每个进排气腔的外部侧壁上增设一套第二机械调节机构；在每个进排气口扩张段内和进排气腔内均增设一个固定开槽均流板和一个滑动开槽均流板，其中进排气口扩张段内的固定开槽均流板垂直固定安装，进排气腔内的固定开槽均流板水平固定安装；每个固定开槽均流板的两侧安装有滑轨和滑块，滑动开槽均流板固定在滑块上，可沿滑轨在固定开槽均流板表面滑动；对应于进排气口扩张段内的滑动开槽均流板，进排气口扩张段的上壁上开一水平长槽，对应于进排气腔内的滑动开槽均流板，进排气腔的一侧壁上也开一水平长槽，滑动开槽均流板端部经对应的水平长槽伸出到外部，滑动开槽均流板伸出到外部的端部安装有齿条；进排气口扩张段内滑动开槽均流板上的齿条与对应的第一机械调节机构传动连接，进排气腔内滑动开槽均流板上的齿条与对应的第二机械调节机构传动连接；

安装在进排气腔内的固定开槽均流板上开有6～10个垂直于滑轨方向的槽，相邻槽之间的间距相等，均为进排气腔长度的1/30～1/20，槽的宽度从进排气腔开口向内依次逐渐增大，固定开槽均流板与反应室的距离为进排气腔高度的1/10～1/5；