[实用新型]一种用于煤矿井筒保温的余热回收系统

说明书

本实用新型公开了一种用于煤矿井筒保温的余热回收系统，其特征在于，它包括：掺混装置、蓄热氧化装置、余热锅炉、蒸汽轮机、凝汽器、空冷岛、烟囱、第一烟气换热器、第二烟气换热器和煤矿井筒，低浓度瓦斯在掺混装置中与新鲜空气和低温烟气进行混合后输送至蓄热氧化装置进行氧化，蓄热氧化装置产生高温烟气，通过余热锅炉和蒸汽轮机进行回收利用，然后利用蒸汽轮机冷端余热和余热锅炉排烟余热对冷空气进行多级加热。本实用新型在对煤矿井筒进行保温的同时，充分回收利用了系统的低温余热，节约了能源消耗，具有较大的经济效益和社会效益。

技术领域

本实用新型属于煤矿低浓度瓦斯利用、余热回收利用领域，具体涉及一种用于煤矿井筒保温的余热回收系统。

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的比重在不断上升，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。

目前，煤矿井筒加热的专利技术有《一种瓦斯蓄热氧化后烟气加热井筒方法》（专利号201710024970.9），是使用煤矿产生的瓦斯进行蓄热氧化后，产生的高温烟气直接用来生产高温空气来加热井筒，该技术避免了使用燃煤热风炉等方式所造成的环境污染问题。但是，其技术局限性是煤矿瓦斯蓄热氧化产生的高温烟气温度一般可达900℃，直接用于生产高温空气，一般只需加热至40℃以上，两者之间存在非常的换热温差，所造成高品质热做功能力损失问题十分严重。

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，用于煤矿井筒保温的余热回收系统。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该用于煤矿井筒保温的余热回收系统，其结构特点在于，它包括：掺混装置、蓄热氧化装置、余热锅炉、蒸汽轮机、凝汽器、空冷岛、烟囱、第一烟气换热器、第二烟气换热器和煤矿井筒，所述掺混装置设置有烟气进口、空气进口和瓦斯进口，所述掺混装置的烟气进口与蓄热氧化装置的低温烟气出口连接，且在掺混装置的烟气进口安装有第二阀门，所述掺混装置的空气进口连接有新鲜空气，且在掺混装置的空气进口安装有第一阀门，所述掺混装置的瓦斯进口连接有低浓度瓦斯，所述掺混装置的混合气出口与蓄热氧化装置的进气口连接，且在掺混装置的混合气出口安装有瓦斯浓度测量仪，所述蓄热氧化装置的低温烟气出口还与烟囱的烟气进口连接，且在烟囱的烟气进口安装有第三阀门，所述蓄热氧化装置的高温烟气出口与余热锅炉的烟气进口连接，所述余热锅炉的过热蒸汽出口与蒸汽轮机的进汽口连接，所述蒸汽轮机的排汽口与凝汽器的乏汽进口连接，所述凝汽器的凝结水出口与余热锅炉的给水进口连接，所述余热锅炉的烟气出口与第一烟气换热器的烟气进口连接，所述第一烟气换热器的烟气出口与第二烟气换热器的烟气进口连接，所述第二烟气换热器的烟气出口与烟囱的烟气进口连接，所述空冷岛的循环水侧与凝汽器的循环水侧连接，所述空冷岛的空气进口连接有冷空气，所述空冷岛的空气出口与第二烟气换热器的空气进口连接，所述第二烟气换热器的空气出口与第一烟气换热器的空气进口连接，所述第一烟气换热器的空气出口与煤矿井筒的高温空气进口连接，所述煤矿井筒的冷空气进口连接有冷空气。

进一步而言，所述掺混装置输出的混合气中瓦斯浓度小于1.2%。