[发明专利]一种蓄热体循环式低浓度含瓦斯气体流态化协同氧化利用系统及使用方法

说明书

一种蓄热体循环式低浓度含瓦斯气体流态化协同氧化利用系统及使用方法，属于环境污染控制与安全技术及工程领域。本发明采用颗粒状蓄热体与含瓦斯气体进行逆行流动换热，实现含瓦斯气体的流态化氧化，通过机械式提升装置实现蓄热体颗粒的循环，通过多级换热器实现含瓦斯气体氧化热量的提取。本发明解决了目前固定式蓄热体在氧化含瓦斯气体时必须进行周期性换向而导致床温波动大的难题，特别适用于煤矿抽采低浓度瓦斯1%～6%、通风瓦斯≤1%及瓦斯浓度小于6%的油气等超低浓度的VOC气体。本方法具有节能、高效、设备结构紧凑、操作方便、投资和运行成本低、有利于氧化装置的大型化等特点。

技术领域

本发明属于环境污染控制与煤矿安全技术及工程领域，尤其涉及一种蓄热体循环式低浓度含瓦斯气体流态化协同氧化利用系统及使用方法。

背景技术

低浓度瓦斯是指甲烷浓度低于30%的煤层气，分为风排瓦斯也称乏风和抽放瓦斯两部分。其中乏风瓦斯是指甲烷浓度低于0.75%的煤矿瓦斯。据相关部门统计，中国每年排空的乏风中甲烷的含量相当于每年西气东输的甲烷含量的1.5倍以上。此外甲烷的温室效应是二氧化碳的21倍，对臭氧层的破坏的能力是二氧化碳的7倍，大量排空的甲烷对环境造成了极大的破坏。

目前，对于甲烷浓度低于10%的抽采瓦斯大都直接排空，仅有极少的的煤矿将一部分低浓度瓦斯通过热逆流氧化装置进行氧化处理，但是这种氧化处理方式存在诸多问题，主要有床层温度波动较大，系统装置的复杂化，运动部件的增多使得在现场运行时容易出现故障。此外当装置大型化以后，装置内部的气流分布不均匀，容易导致瓦斯积聚，存在很大安全隐患。

发明内容

解决的技术问题：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种蓄热体循环式低浓度含瓦斯气体流态化协同氧化利用系统及使用方法,发明解决了目前固定式蓄热体在氧化含瓦斯气体时必须进行周期性换向而导致床温波动大的难题，特别适用于煤矿抽采低浓度瓦斯（1%～6%）、通风瓦斯（≤1%）及瓦斯浓度小于6%的油气等超低浓度的VOC气体。本方法具有节能、高效、设备结构紧凑、操作方便、投资和运行成本低、有利于氧化装置的大型化等特点。

技术方案：

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种蓄热体循环式低浓度含瓦斯气体流态化协同氧化利用系统及使用方法：所述蓄热体循环式低浓度含瓦斯气体流态化协同氧化利用系统包括依次连接的氧化装置本体、尾部烟道和引风系统组成，所述氧化装置本体的下方安装有布风板，所述布风板与氧化装置本体的底板共同构成气室；所述的底板上安装有含瓦斯气体入口和启动燃烧器；所述的氧化装置本体的四周垂直安装有提升机，提升机的外部安装有密封壳；所述提升机的底端与出料口相通，提升机的上端与返料口相通；所述氧化装置本体的上部空间内设有过热器；所述尾部烟道内沿烟气流向依次设有蒸汽发生器和进气预热器；所述氧化装置本体取热所用的工质由锅筒的工质入口进入，锅筒工质出口与蒸汽发生器的蒸汽发生器入口相连，蒸汽发生器的蒸汽发生器出口与锅筒的蒸汽入口相连，锅筒的蒸汽出口与过热器入口相连，过热器出口与蒸汽用户入口相连；空气与高浓度瓦斯同时经过比例混合器后进入启动燃烧器；低浓度含瓦斯气体入口与进气预热器的进气预热器入口相连，进气预热器的进气预热器出口与含瓦斯气体入口相连。

进一步的，所述氧化装置本体为方形结构，提升机均匀布置在氧化装置本体的四周。

进一步的，所述蓄热体为颗粒状惰性介质，颗粒状惰性介质为三氧化二铝、堇青石、莫来石材质。

进一步的，所述工质为水或有机工质。

进一步的，所述布风板上均匀开设若干小孔。

进一步的，所述小孔的孔口上设有风帽。

进一步的，所述布风板的布置以5-20°的角度坡向四周出料口。