[实用新型]一种通风瓦斯提浓富集系统

说明书

本实用新型提供了一种通风瓦斯提浓富集系统，属于煤矿瓦斯处理利用的技术领域，包括入口换向阀、吸附段、出口换向阀；入口换向阀的进口Ⅰ接通风瓦斯，进口Ⅱ接脱附气体，进口Ⅲ接常温空气；吸附段设置有多个填料区，多个填料区的进口分别与入口换向阀的多个出口连接，多个填料区的出口分别与出口换向阀的多个进口连接，每个填料区内充填吸附材料；出口换向阀的出口Ⅰ排出洁净尾气，出口Ⅱ排出浓缩瓦斯。该系统可以利用产品气氧化热量作为提浓富集能量，能源消耗少，经济性好，可靠性高，使用寿命长。

技术领域

本实用新型属于煤矿瓦斯处理利用的技术领域，具体公开了一种通风瓦斯提浓富集系统。

背景技术

通风瓦斯又叫风排瓦斯、乏风，指随着煤矿井下通风气流排放的瓦斯。根据《煤矿安全规程》，通风瓦斯中的甲烷浓度必须低于0.75％；而在实际工作中为了保证安全，通风瓦斯中的甲烷浓度一般控制在0.2％～0.3％甚至更低。同时通风瓦斯排放量巨大，全国每年排量折合纯甲烷300亿立方米以上，全部排空形成巨大的温室气体排放源。

目前处理通风瓦斯多利用热逆流氧化技术，但该技术有一个瓶颈问题，即只有当通风瓦斯浓度维持在1％左右时才可实现设备的经济运行，从而实现更高的热能利用效率。尤其对于煤炭企业无法通过掺混抽采瓦斯的方式来提升浓度的情况下，通过浓缩提纯技术使通风瓦斯浓度提升至1％就显得尤为重要。

现有瓦斯浓缩提纯技术主要包括低温精馏分离技术、膜分离技术和变压吸附技术等，以上技术的产品气甲烷浓度高，但技术工艺复杂，成本高，且对极低浓度瓦斯提纯的适应性差。为此，亟需一种适用于低浓度瓦斯(甲烷浓度0.3％及以下通风瓦斯)且工艺简单、成本较低的瓦斯提纯技术。

实用新型内容

本实用新型提供一种通风瓦斯提浓富集系统，适用于甲烷浓度0.3％及以下通风瓦斯，可以利用产品气氧化热量作为提浓富集能量，能源消耗少，经济性好，可靠性高、使用寿命长。

本实用新型所述通风瓦斯提浓富集系统，包括入口换向阀、吸附段、出口换向阀；入口换向阀的进口Ⅰ接通风瓦斯，进口Ⅱ接脱附气体，进口Ⅲ接常温空气；吸附段设置有多个填料区，多个填料区的进口分别与入口换向阀的多个出口连接，多个填料区的出口分别与出口换向阀的多个进口连接，每个填料区内充填吸附材料；出口换向阀的出口Ⅰ排出洁净尾气，出口Ⅱ排出浓缩瓦斯。

进一步地，通风瓦斯提浓富集系统还包括通风瓦斯管道、瓦斯引风机、换热器、脱附气体管道、常温空气管道、尾气管道和浓缩瓦斯管道；通风瓦斯管道分为两路，第一路与入口换向阀的进口Ⅰ连接，第二路与瓦斯引风机的进口连接，瓦斯引风机的出口与换热器的进口连接，换热器的出口通过脱附气体管道与入口换向阀的进口Ⅱ连接；常温空气管道与入口换向阀的进口Ⅲ连接；尾气管道与出口换向阀的出口Ⅰ连接；浓缩瓦斯管道与出口换向阀的出口Ⅱ。

进一步地，尾气管道上依次安装尾气引风机和尾气排放机构。

进一步地，入口换向阀由入口控制器控制切换通路，出口换向阀由出口控制器控制切换通路。

进一步地，吸附段包括吸附段壳体和分隔板；分隔板设置在吸附段壳体内，将吸附段壳体的内部空间分隔为多个完全相同填料区。

进一步地，吸附段壳体包括圆柱段以及设置在圆柱段两端的圆台段，圆台段的大端面与圆柱段相接；吸附段壳体的轴向中线上设置有骨架支撑，多块分隔板安装在吸附段壳体和骨架支撑之间，将吸附段壳体分隔成多个完全相同的扇形空间，圆柱段中的扇形空间为填料区。

进一步地，填料区内充填改性金属有机框架吸附材料。

进一步地，分隔板的数量为6，将吸附段壳体的内部空间分隔为6个完全相同填料区。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果。