[实用新型]一种利用超低浓煤层气的井筒防冻系统

说明书

一种利用超低浓煤层气的井筒防冻系统，涉及煤矿节能减排技术领域。上述利用超低浓煤层气的井筒防冻系统包括掺混风筒、瓦斯氧化工段、井筒防冻工段和检测控制系统；掺混风筒的第一圆筒的内侧壁上对称设置开设有通孔的半球罩；瓦斯氧化工段包括顺次首尾相连的预热器和燃烧氧化室，混合气在燃烧氧化室燃烧后变成携带热量的烟气；井筒防冻工段包括依次连通的第一换热器、第二换热器和井筒，烟气在第一换热器将热量传给软水后返回预热器，将烟气的余热传给混合气，得到热量的软水在第二换热器将热量传给防冻风。本实用新型能够实现煤层气中能源气体的利用且通过将烟气返回预热器，将烟气携带的余热传给混合气，实现能量的回收利用。

技术领域

本实用新型涉及煤矿节能减排技术领域，具体而言，涉及一种利用超低浓煤层气的井筒防冻系统。

背景技术

能源是支撑经济发展和社会进步的重要物质基础，发展高效、洁净的先进能源动力系统，是未来中国能源体系建设的重大需求。我国经济的快速发展对我国的能源动力工业提出了更高的要求，使我国的能源短缺问题变得更加严重。为了保证我国经济持续、高速发展，必须解决或缓解困扰我国的能源短缺问题。

矿井风排煤层气，即煤矿生产过程中随矿井通风排入大气中的煤层气，流量大，煤层气中主要成分是甲烷。对于超低浓度煤层气（甲烷质量浓度在0.3%～3%以下），其利用条件更加复杂。超低浓度煤层气的甲烷含量极低，若进行提浓或提纯，不论是变压吸附，还是变温吸附分离，面对含量巨大的空气和稀少的甲烷，必须提供相对于甲烷产量更多的加压能耗或加温能耗。此外，由于超低浓度煤层气中的甲烷含量远远超出了甲烷的空燃比范围，也无法直接燃烧。因而,超低浓度煤层气常常直接排空，既造成巨大的能源浪费，又污染环境。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用超低浓煤层气的井筒防冻系统，其能够实现煤层气中能源气体的利用且通过将烟气返回预热器，将烟气携带的余热传送给混合气，实现能量的回收利用。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种利用超低浓煤层气的井筒防冻系统，其包括掺混风筒、用于氧化超低浓瓦斯的瓦斯氧化工段、用于给井筒提供热量的井筒防冻工段和检测控制系统，掺混风筒、瓦斯氧化工段和井筒防冻工段顺次连通，用于监控工艺参数，并调节各管道流量的检测控制系统连接至管道和设备；

掺混风筒包括顺次首尾连接的第一圆筒、锥形筒和第二圆筒，第一圆筒的直径小于第二圆筒的直径，第一圆筒远离第二圆筒的一端上设置有空气进口、天然气进口和超低浓度瓦斯进口，空气进口设置在第一圆筒的圆形底面上，天然气进口和超低浓度瓦斯进口设置在第一圆筒的内侧壁上且沿第一圆筒的轴线对称分布，第一圆筒的内侧壁上还设置有遮盖天然气进口和超低浓度瓦斯进口的半球罩，半球罩向靠近第一圆筒的轴线的方向凹陷且半球罩上开设有多个通孔；

瓦斯氧化工段包括顺次首尾相连的压缩机、预热器和燃烧氧化室，掺混风筒将混合气传送至瓦斯氧化工段的压缩机，混合气依次经过压缩机的加压、预热器的加热以及燃烧氧化室的燃烧后变成携带热量的烟气，并传送至井筒防冻工段；

井筒防冻工段包括依次连通的第一换热器、第二换热器和井筒，第一换热器将烟气的热量传给软水，从第一换热器流出的烟气返回预热器，将烟气的余热传送给混合气，得到热量的软水在第二换热器将热量传给防冻风。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述第一圆筒的内壁上沿轴向方向上间隔设置有至少两个挡板，挡板包括第一端和第二端，第一端连接至第一圆筒的内壁，第二端与内壁间隔设置；相邻两个挡板的第一端的安装位置在第一圆筒的周向方向错开。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述相邻两个挡板的第一端的安装位置在第一圆筒的周向方向错开180度。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，上述挡板上开设有通气孔。