專利名稱：一種通風(fēng)瓦斯氧化裝置熱能回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤礦瓦斯治理、減排技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種煤礦通風(fēng)瓦斯蓄熱式 氧化 裝置的熱能回收方法，在不影響通風(fēng)瓦斯氧化裝置運(yùn)行的前提下回收熱能，可產(chǎn)生過 熱蒸汽、飽和蒸汽或熱水。
背景技術(shù)：
以前的通風(fēng)瓦斯蓄熱式氧化裝置不配備熱能回收設(shè)備，甲烷氧化以后產(chǎn)生的熱量 隨煙氣排入大氣，造成大量能源的浪費(fèi)。當(dāng)前部分通風(fēng)瓦斯蓄熱式氧化裝置開始配備熱能 回收設(shè)備，其具體做法是將用于回收熱量的換熱器受熱面布置在陶瓷蓄熱材料內(nèi)部。這種 換熱器預(yù)埋在陶瓷蓄熱材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)雖然可以回收部分甲烷氧化以后產(chǎn)生的熱量，但是 存在諸多缺點(diǎn)一、受熱面布置位置受到通風(fēng)瓦斯中甲烷濃度影響，氧化裝置對(duì)甲烷濃度的 適應(yīng)性差；二、受熱面在通風(fēng)瓦斯進(jìn)入陶瓷蓄熱床時(shí)換熱效率低下；三、受熱面在通風(fēng)瓦斯 進(jìn)入陶瓷蓄熱床時(shí)吸收熱量，導(dǎo)致氧化裝置自維持濃度提高，氧化裝置經(jīng)濟(jì)性差；四、氧化 裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受熱面維修、維護(hù)困難。當(dāng)前的通風(fēng)瓦斯氧化裝置熱能回收方法亟待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通風(fēng)瓦斯氧化裝置的高效熱能回收方法，不僅能保 持通風(fēng)瓦斯氧化裝置熱量回收率超過95 %、甲烷分解效率高于95 %和氧化裝置連續(xù)、穩(wěn)定 運(yùn)行，還解決了現(xiàn)有通風(fēng)瓦斯氧化裝置存在的受熱面布置對(duì)甲烷濃度的適應(yīng)性差、受熱面 換熱效率低、氧化裝置自維持濃度高經(jīng)濟(jì)性差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜受熱面維修困難等問題。本發(fā)明包括進(jìn)風(fēng)管道(1)、三通換向閥A(2)、三通換向閥B(3)、排煙管道(4)、排 煙調(diào)節(jié)閥(5)、排煙引風(fēng)機(jī)(6)、抽氣空腔A(7)、低溫段陶瓷蓄熱材料(8)、氧化裝置氧化室 (9)、高溫段陶瓷蓄熱材料(10)、抽氣空腔B(Il)、高溫三通閥(12)、余熱鍋爐(13)、鍋爐排 煙調(diào)節(jié)閥(14)、鍋爐排煙引風(fēng)機(jī)(15)、煙囪(16)。其創(chuàng)新點(diǎn)在于一、設(shè)置低溫段陶瓷蓄熱 材料(8)、高溫段陶瓷蓄熱材料(10)、抽氣空腔；抽氣空腔A(7)、抽氣空腔B(Il)通過高溫 三通閥(12)與余熱鍋爐(13)連接；占進(jìn)風(fēng)管道(1)內(nèi)通風(fēng)瓦斯流量100% 40%的部分高 溫?zé)煔馔ㄟ^低溫段陶瓷蓄熱材料(8)、排煙管道(4)、排煙引風(fēng)機(jī)(6)、煙囪(16)排入大氣， 煙氣熱量用于預(yù)熱通風(fēng)瓦斯；溫度450°C 750°C、占進(jìn)風(fēng)管道(1)內(nèi)通風(fēng)瓦斯流量0% 60%的剩余部分煙氣通過高溫三通閥(12)進(jìn)入余熱鍋爐(13)回收熱量，之后通過鍋爐排 煙引風(fēng)機(jī)(15)、煙囪(16)排入大氣。二、在抽氣空腔A(7)、抽氣空腔B(Il)與余熱鍋爐(13) 之間設(shè)置高溫三通閥(12)；高溫三通閥(12)用于控制只從處于排氣狀態(tài)的抽氣空腔A(7) 或抽氣空腔B(Il)向余熱鍋爐(13)抽取高溫?zé)煔?。三、在余熱鍋爐煙氣出口設(shè)置鍋爐排煙 調(diào)節(jié)閥(14)和鍋爐排煙引風(fēng)機(jī)(15)，通過調(diào)節(jié)鍋爐排煙調(diào)節(jié)閥(14)或通過變頻調(diào)節(jié)鍋爐 排煙引風(fēng)機(jī)(15)調(diào)節(jié)余熱鍋爐(13)的煙氣流量。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于一、氧化裝置構(gòu)造不受通風(fēng)瓦斯中甲烷濃度影響，氧化裝置對(duì) 甲烷濃度的適應(yīng)性強(qiáng)，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行狀態(tài)；二、受熱面只吸收通過余熱鍋爐的高溫?zé)煔鉄崃?，換熱效率高；三、余熱鍋爐在通風(fēng)瓦斯甲烷濃度低時(shí)不吸收熱量，氧化裝置自維持濃 度低，氧化裝置經(jīng)濟(jì)性好；四、氧化裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，余熱鍋爐技術(shù)成熟，裝置維修、維護(hù)方便。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)原理圖。其中，進(jìn)風(fēng)管道(1)、三通換向閥A(2)、三通 換向閥B(3)、排煙管道(4)、排煙調(diào)節(jié)閥(5)、排煙引風(fēng)機(jī)(6)、抽氣空腔A(7)、低溫段陶瓷蓄 熱材料(8)、氧化裝置氧化室(9)、高溫段陶瓷蓄熱材料(10)、抽氣空腔B(Il)、高溫三通閥 (12)、余熱鍋爐(13)、鍋爐排煙調(diào)節(jié)閥(14)、鍋爐排煙引風(fēng)機(jī)(15)、煙囪(16)。
具體實(shí)施例方式圖1為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，通風(fēng)瓦斯通過進(jìn)風(fēng)管道(1)、三通換向閥A(2)進(jìn)入 低溫段陶瓷蓄熱材料⑶初步預(yù)熱，通過抽氣空腔A (7)進(jìn)入高溫段陶瓷蓄熱材料(10)再 次預(yù)熱，再進(jìn)入氧化裝置氧化室(9)氧化分解。通風(fēng)瓦斯甲烷氧化以后的高 溫?zé)煔庀冗M(jìn)入 高溫段陶瓷蓄熱材料(10)初步冷卻，溫度降至450°C 750°C進(jìn)入抽氣空腔B(ll)。抽氣空 腔B(Il)中的部分煙氣進(jìn)入低溫段陶瓷蓄熱材料(8)再次冷卻，再通過三通換向閥B(3)、 排煙管道(4)、排煙引風(fēng)機(jī)(6)、煙囪(16)排入大氣；此部分煙氣流量與通風(fēng)瓦斯中甲烷濃 度有關(guān)，占進(jìn)風(fēng)管道(1)內(nèi)通風(fēng)瓦斯流量的100% 40% ；此部分煙氣流量通過排煙調(diào)節(jié) 閥(5)調(diào)節(jié)或通過排煙引風(fēng)機(jī)(6)變頻調(diào)節(jié)。抽氣空腔B(Il)中的剩余部分煙氣通過高 溫三通閥(12)進(jìn)入余熱鍋爐(13)冷卻，熱量得到回收之后通過鍋爐排煙引風(fēng)機(jī)(15)、煙 囪(16)排入大氣；此部分煙氣溫度、流量與通風(fēng)瓦斯中甲烷濃度有關(guān)，溫度450°C 750°C， 流量占進(jìn)風(fēng)管道(1)內(nèi)通風(fēng)瓦斯流量的0% 60% ；此部分煙氣流量通過鍋爐排煙調(diào)節(jié)閥
(14)調(diào)節(jié)或通過鍋爐排煙引風(fēng)機(jī)(15)變頻調(diào)節(jié)；高溫三通閥(12)與抽氣空腔A(7)連通 的閥瓣關(guān)閉，與抽氣空腔B(Il)連通的閥瓣開啟，控制余熱鍋爐(13)從處于排氣狀態(tài)的抽 氣空腔B(Il)抽取高溫?zé)煔?。?jīng)過一個(gè)工作周期后，進(jìn)排氣流方向切換；通風(fēng)瓦斯通過進(jìn)風(fēng) 管道(1)、三通換向閥B(3)進(jìn)入低溫段陶瓷蓄熱材料(8)初步預(yù)熱，通過抽氣空腔B(Il)進(jìn) 入高溫段陶瓷蓄熱材料(10)再次預(yù)熱，再進(jìn)入氧化裝置氧化室(9)氧化分解。通風(fēng)瓦斯甲 烷氧化以后的高溫?zé)煔庀冗M(jìn)入高溫段陶瓷蓄熱材料(10)初步冷卻后進(jìn)入抽氣空腔A(7)。 抽氣空腔A(7)中的部分煙氣進(jìn)入低溫段陶瓷蓄熱材料(8)再次冷卻，再通過三通換向閥 A(2)、排煙管道(4)、排煙引風(fēng)機(jī)(6)、煙囪(16)排入大氣。抽氣空腔A(7)中的剩余部分煙 氣通過高溫三通閥(12)進(jìn)入余熱鍋爐(13)冷卻，熱量得到回收之后通過鍋爐排煙引風(fēng)機(jī)
(15)、煙囪(16)排入大氣；高溫三通閥(12)與抽氣空腔B(Il)連通的閥瓣關(guān)閉，與抽氣空 腔A (7)連通的閥瓣開啟，控制余熱鍋爐(13)從處于排氣狀態(tài)的抽氣空腔A (7)抽取高溫?zé)?氣。再經(jīng)過一個(gè)工作周期后，再次換向，如此周期性循環(huán)運(yùn)行。工作過程中，通過余熱鍋爐 的煙氣流向不切換。
權(quán)利要求
一種通風(fēng)瓦斯氧化裝置的熱能回收方法，包括進(jìn)風(fēng)管道(1)、三通換向閥A(2)、三通換向閥B(3)、排煙管道(4)、排煙調(diào)節(jié)閥(5)、排煙引風(fēng)機(jī)(6)、氧化裝置氧化室(9)、高溫三通閥(12)、余熱鍋爐(13)、鍋爐排煙引風(fēng)機(jī)(15)、煙囪(16)；其特征在于設(shè)置低溫段陶瓷蓄熱材料(8)、高溫段陶瓷蓄熱材料(10)、抽氣空腔；抽氣空腔A(7)、抽氣空腔B(11)通過高溫三通閥(12)與余熱鍋爐(13)連接；占進(jìn)風(fēng)管道(1)內(nèi)通風(fēng)瓦斯流量100％～40％的部分高溫?zé)煔馔ㄟ^低溫段陶瓷蓄熱材料(8)、排煙管道(4)、排煙引風(fēng)機(jī)(6)、煙囪(16)排入大氣，煙氣熱量用于預(yù)熱通風(fēng)瓦斯；溫度450℃～750℃、占進(jìn)風(fēng)管道(1)內(nèi)通風(fēng)瓦斯流量0％～60％的剩余部分煙氣通過高溫三通閥(12)進(jìn)入余熱鍋爐(13)回收熱量，之后通過鍋爐排煙引風(fēng)機(jī)(15)、煙囪(16)排入大氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通風(fēng)瓦斯氧化裝置的熱能回收方法，其特征在于在抽氣空 腔A(7)、抽氣空腔B(Il)與余熱鍋爐(13)之間設(shè)置高溫三通閥(12)；高溫三通閥(12)用 于控制只從處于排氣狀態(tài)的抽氣空腔A (7)或抽氣空腔B (11)向余熱鍋爐(13)抽取高溫?zé)?氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通風(fēng)瓦斯氧化裝置的熱能回收方法，其特征在于在余熱鍋 爐煙氣出口設(shè)置鍋爐排煙調(diào)節(jié)閥(14)和鍋爐排煙引風(fēng)機(jī)(15)，通過調(diào)節(jié)鍋爐排煙調(diào)節(jié)閥 (14)或通過變頻調(diào)節(jié)鍋爐排煙引風(fēng)機(jī)(15)調(diào)節(jié)余熱鍋爐(13)的煙氣流量。
全文摘要
一種通風(fēng)瓦斯氧化裝置熱能回收方法，屬于煤礦瓦斯治理、減排技術(shù)領(lǐng)域。包括抽氣空腔、低溫段陶瓷蓄熱材料(8)、高溫段陶瓷蓄熱材料(10)、高溫三通閥(12)、余熱鍋爐(13)。抽氣空腔通過高溫三通閥(12)與余熱鍋爐(13)連接；占總流量100％～40％的部分高溫?zé)煔馔ㄟ^低溫段陶瓷蓄熱材料(8)、排煙管道(4)排入大氣，煙氣熱量用于預(yù)熱通風(fēng)瓦斯；溫度450℃～750℃、占總流量0％～60％的剩余部分煙氣通過高溫三通閥(12)進(jìn)入余熱鍋爐(13)回收熱量，之后通過鍋爐排煙引風(fēng)機(jī)(15)排入大氣。本發(fā)明的熱能回收方法具有通風(fēng)瓦斯甲烷濃度適應(yīng)性強(qiáng)、換熱效率高、自維持濃度低、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F24H1/00GK101839472SQ20101014866
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者蕭琦 申請(qǐng)人:蕭琦