[发明专利]煤矿低瓦斯高温蓄热氧化制取饱和蒸汽系统

说明书

本发明提供一种煤矿低瓦斯高温蓄热氧化制取饱和蒸汽系统，包括依次连接的瓦斯掺混单元、瓦斯氧化单元和蒸汽锅炉单元，瓦斯掺混单元包括瓦斯混合器、空气瓦斯掺混器、第一瓦斯浓度监测仪、第二瓦斯浓度监测仪、安全放散阀、安全阻火器、管道放散阀、切断阀及第二瓦斯浓度监测仪；瓦斯氧化单元包括第一风机、切换阀、第一蓄热室、第二蓄热室、氧化室、燃烧器以及低温烟气排放管道；蒸汽锅炉单元包括高温烟气调节阀、蒸汽锅炉、给水预热器、给水系统、第二风机、排烟管道以及蒸汽输出管道，该煤矿瓦斯高温蓄热氧化制取饱和蒸汽系统能够实现对低浓度瓦斯有效氧化，充分利用瓦斯氧化释放的巨大热量，制取饱和蒸汽，替代煤矿原有燃煤锅炉。

技术领域

本发明涉及矿采能源利用技术领域，具体涉及煤矿低瓦斯高温蓄热氧化制取饱和蒸汽系统。

背景技术

随着煤矿开采瓦斯抽采量的日益增加，以及社会节能环保意识的增强，煤矿瓦斯高效利用的关注度显著提高。煤矿瓦斯根据其浓度范围对应有响应的利用形式，对浓度高于8％以上，可以直接利用，譬如发电、民用、燃料等。但浓度低于8％，甚至更低，难以直接利用，其当前形式为：排放量大、利用率低、热值低、经济性保障困难等难题成为现有利用的技术难题。

浓度低于8％的瓦斯主要来源分为风排瓦斯(又称“乏风”)和抽排瓦斯两部分。矿井通风系统排出的乏风的甲烷浓度需低于0.75％，风量特别巨大，由于浓度偏低，安全输送不需要过多的技术措施，但直接利用经济性差。大部分矿井抽排瓦斯的浓度较低；低于8％的抽排瓦斯占比越来越大，既不能民用、又不能用于内燃机发电，瓦斯提纯(或提浓)也由于其不安全和不经济等因素而没得到推广和应用。

煤矿瓦斯高温蓄热氧化装置(下简称“瓦斯氧化装置”)，能够通过高温环境(900℃～1100℃)将煤矿中乏风或抽排瓦斯中的低浓度甲烷进行氧化处理，产生的热量通过外部热利用设备加以热能的高效应用，然而，现有瓦斯氧化装置未能将前端瓦斯安全输送、瓦斯蓄热氧化装置、后端热利用设备合理统筹匹配，导致热利用效率低，且安全性差，因此如何确保将上述瓦斯综合利用，输送安全是当前的一大技术难题。

发明内容

本发明旨在提供煤矿一种煤矿瓦斯高温蓄热氧化制取饱和蒸汽的系统，该系统能够实现对低浓度瓦斯有效氧化，充分利用瓦斯氧化释放的巨大热量，制取饱和蒸汽，替代煤矿原有燃煤锅炉。

为实现上述目的，本申请提供一种煤矿低瓦斯高温蓄热氧化制取饱和蒸汽系统，包括依次连接的瓦斯掺混单元、瓦斯氧化单元和蒸汽锅炉单元，所述瓦斯掺混单元包括瓦斯混合器、空气瓦斯掺混器、第一瓦斯浓度监测仪、第二瓦斯浓度监测仪、安全放散阀、安全阻火器、管道放散阀、切断阀以及第二瓦斯浓度监测仪，所述瓦斯混合器的进气端连接有多路瓦斯进气管，所述空气瓦斯掺混器具有第一进气端和第二进气端，所述瓦斯混合器的出气端与空气瓦斯掺混器的第一进气端通过第一管路连通，所述第一管路的进气端至出气端依次装设有第一瓦斯浓度监测仪、安全放散阀、安全阻火器、管道放散阀、流量调节阀以及切断阀；所述空气瓦斯掺混器的第二进气端连接有乏风管路或空气管路；

所述瓦斯氧化单元包括第一风机、切换阀、第一蓄热室、第二蓄热室、氧化室、燃烧器以及低温烟气排放管道，所述切换阀具有一个进气端、两个进出气交替端及一个出气端，所述切换阀的进气端与空气瓦斯掺混器的出气端通过第二管路连通，所述第二管路的进气端至出气端依次装设有第二瓦斯浓度监测仪和第一风机，所述切换阀的两个进出气端分别与第一蓄热室、第二蓄热室的进出气端连接，所述切换阀的出气端连接有低温烟气排放管道，所述切换阀交替向第一蓄热室或第二蓄热室单独供气，当切换阀向第一蓄热室和第二蓄热室中的任一供气时，所述第一蓄热室或第二蓄热室中的另一个则与切换阀的出气端连通，所述氧化室的进气端均与第一蓄热室、第二蓄热室的出气端连通，所述燃烧器的点火端设于氧化室内；