[实用新型]一种基于多级掺混的低浓度瓦斯蓄热氧化系统

说明书

本实用新型公开了一种基于多级掺混的低浓度瓦斯蓄热氧化系统，其特征在于，包括：一次掺混装置、二次掺混装置、引风机、立式蓄热氧化装置、烟气换热装置和用能设备，一次掺混装置和二次掺混装置的烟气进口同时与立式蓄热氧化装置的低温烟气出口和烟气换热装置的烟气出口连接，一次掺混装置的混合气出口与二次掺混装置的混合气进口连接，二次掺混装置的混合气出口与立式蓄热氧化装置的进气口连接，立式蓄热氧化装置的高温烟气出口与烟气换热装置的烟气进口连接，一次掺混装置、二次掺混装置、引风机和立式蓄热氧化装置的进气口、出气口分别装有阀门、流量测量仪和瓦斯浓度测量仪。本实用新型有效回收利用低温烟气余热，减少消耗新鲜的压缩空气。

技术领域

本实用新型属于煤矿低浓度瓦斯利用领域，具体涉及一种基于多级掺混的低浓度瓦斯蓄热氧化系统。

背景技术

瓦斯是仅次于二氧化碳的主要温室气体，单位质量瓦斯所产生的温室效应相当于同质量二氧化碳的21倍。煤炭在开采中，往往同时伴生大量瓦斯气体，这是主要的瓦斯工业排放源之一，减少煤矿的瓦斯排放，可以有效减少温室气体的排放。同时，煤矿瓦斯的主要成分为甲烷，是优质洁净的气体能源。

我国是能源消费大国，2017年中国能源产量为359000万吨标准煤，其中天然气产量占能源总产量比重在不断上升，从2013年的4.4％上升到2017年的5.4％。近年来，我国未被利用的抽采瓦斯绝对量也呈逐年增加趋势，且总量巨大。未被利用的抽釆瓦斯，主要为浓度低于8％的超低浓度瓦斯。当前，我国每年通过通风瓦斯(乏风)排入大气的纯甲烷高达100～150亿Nm³，占到世界煤矿通风瓦斯甲烷排放量的70％，相当于1140万～1700万吨标准煤。如果将煤矿生产过程中的不同浓度的瓦斯收集起来加以利用，既可以有效地解决煤矿瓦斯事故，改善矿区生产生活条件，又有利于增加清洁能源供应、减少温室气体排放，达到保护生命、节约资源、保护环境的多重目标。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理，性能可靠，基于多级掺混的低浓度瓦斯蓄热氧化系统。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该基于多级掺混的低浓度瓦斯蓄热氧化系统，其结构特点在于，包括：一次掺混装置、二次掺混装置、引风机、立式蓄热氧化装置、烟气换热装置、用能设备和烟囱，所述一次掺混装置设置有烟气进口、空气进口和瓦斯进口，所述一次掺混装置的烟气进口同时与立式蓄热氧化装置的低温烟气出口和烟气换热装置的烟气出口连接，且在一次掺混装置的烟气进口安装有第二阀门和第三流量仪，所述一次掺混装置的空气进口连接有新鲜空气，且在一次掺混装置的空气进口安装有第一阀门和第二流量仪，所述一次掺混装置的瓦斯进口连接有低浓度瓦斯，且在一次掺混装置的瓦斯进口安装有第一流量仪，所述二次掺混装置设置有混合气进口、烟气进口和空气进口，所述二次掺混装置的混合气进口与一次掺混装置的混合气出口连接，且在一次掺混装置的混合气出口安装有第一瓦斯浓度测量仪，所述二次掺混装置的烟气进口同时与立式蓄热氧化装置的低温烟气出口和烟气换热装置的烟气出口连接，且在二次掺混装置的烟气进口安装有第三阀门和第四流量仪，所述二次掺混装置的空气进口连接有新鲜空气，且在二次掺混装置的空气进口安装有第四阀门和第五流量仪，所述二次掺混装置的混合气出口与引风机的进气口连接，且在二次掺混装置的混合气出口安装有第二瓦斯浓度测量仪，所述引风机的出气口与立式蓄热氧化装置的进气口连接，所述立式蓄热氧化装置的高温烟气出口与烟气换热装置的烟气进口连接，所述烟囱的烟气进口同时与立式蓄热氧化装置的低温烟气出口和烟气换热装置的烟气出口连接，且在烟囱的烟气进口安装有第五阀门，所述烟气换热装置还与用能设备连接。

进一步而言，所述低浓度瓦斯中瓦斯浓度范围在5％～15％之间，所述一次掺混装置输出的混合气中瓦斯浓度小于3％，所述二次掺混装置输出的混合气中瓦斯浓度小于1.2％。

进一步而言，所述立式蓄热氧化装置设置有转子气体分配器，用于立式蓄热氧化装置中蓄热单元体的气流切换，从而避免因阀门切换操作而造成风量及风速波动。