專利名稱：礦井乏風瓦斯熱氧化裝置的立式結構氧化床的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種礦井乏風瓦斯熱氧化裝置的立式結構氧化床，屬于超低濃度甲烷
熱逆流氧化技術領域。
背景技術：
煤礦乏風瓦斯?jié)舛鹊褪侵萍s其利用的主要難題，目前有效的利用方法是采用熱逆 流氧化技術(Thermal Flow Reversal Reactor,簡稱TFRR)。蓄熱氧化床是煤礦乏風瓦斯 熱逆流氧化技術十分關鍵的部件，在加熱起動到正常工作溫度后，新鮮的乏風進入氧化床， 氧化床與乏風之間進行熱交換，直至將乏風加熱到甲烷能夠自行氧化的溫度；氧化后的熱 氣體在流動過程中將熱量再傳遞給氧化床儲存起來，以便在氣流換向后加熱從氧化床另一 端進入的乏風氣體，使氧化裝置依靠乏風甲烷氧化釋放的熱量維持自運行。蓄熱氧化床的 結構對氧化裝置的運行穩(wěn)定性、換向周期和壽命都具有至關重要的影響；氧化裝置本身的 能耗主要來自于風機的電耗，降低氧化床內(nèi)部的氣體流動阻力損失，能夠有效地降低氧化 裝置的能耗。因此，必須合理地研制蓄熱氧化床。 氧化裝置大多數(shù)采用立式結構氧化床，由很多層蜂窩陶瓷組合而成，氣體在氧化 床內(nèi)上下流動。立式結構氧化床能夠克服臥式氧化床存在的熱自然對流影響，保證流通截 面上溫度分布均勻。但是，由于制造工藝原因，蜂窩陶瓷的結構尺寸誤差較大。在安裝氧化 床時，上下層蜂窩陶瓷之間的孔存在錯位現(xiàn)象，造成氧化床在蜂窩陶瓷上下面結合處流通 面積減小，流動阻力增大。 另外，氧化床各部位對蓄熱體的要求是不同的。床的入口端主要用來加熱乏風，出 口端主要用來吸收儲存氧化熱氣體的熱量，而且入口與出口還要頻繁的交換，因此，要求上 下兩個端部的蓄熱體具有很強的熱交換能力、蓄熱能力和耐熱沖擊能力。床的中部是甲烷 氧化放熱的區(qū)域，其溫度很高且相對穩(wěn)定，因此要求蓄熱體具有耐高溫能力。氣體的阻力在 氧化床內(nèi)部也是劇烈變化的，乏風進入氧化床后，逐漸被加熱，溫度不斷升高，氣體不斷膨 脹，阻力逐漸增大。到氧化床中心部位，氣體阻力達到最大值。然后氣體又將熱量傳給蓄熱 體、溫度逐漸降低，阻力也隨之降低，在出口處達到最低值。如果氧化床采用一種蜂窩陶瓷， 很難滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要解決上述氧化床存在的缺陷、創(chuàng)新研制一種適用于礦井乏風 瓦斯熱氧化裝置的立式結構氧化床。其技術方案為 由若干蜂窩陶瓷排列疊加而成，其特征在于氧化床由多種蜂窩陶瓷排列疊加而 成，設置在氧化床中部的蜂窩陶瓷采用孔當量直徑大、開孔率高、耐高溫的蜂窩陶瓷，位于 氧化床中部蜂窩陶瓷的上、下側(cè)的蜂窩陶瓷耐熱沖擊能力強，且以氧化床中部為對稱面、由 內(nèi)向外孔當量直徑和開孔率臺階式減小，上下相鄰蜂窩陶瓷的同一層結合面之間設有方向 一致的槽，上下相鄰兩層結合面之間槽的方向相互垂直，同一層相鄰蜂窩陶瓷之間設有熱膨脹緩沖層。 所述的礦井乏風瓦斯熱氧化裝置的立式結構氧化床，上下相鄰蜂窩陶瓷的同一層 結合面之間的槽深2 5mm，在槽的直角處呈圓弧倒角狀。 所述的礦井乏風瓦斯熱氧化裝置的立式結構氧化床，位于氧化床中部的蜂窩陶瓷
采用正六邊形孔，其它蜂窩陶瓷采用正四邊形孔。 本發(fā)明的主要優(yōu)點和有益效果是 1、氧化床中部采用孔當量直徑大、開孔率高的蜂窩陶瓷，提高了氧化床中部的流 通能力，降低了其流動阻力；上下相鄰蜂窩陶瓷的同一層結合面之間設有方向一致的槽，解 決了因上下層蜂窩陶瓷之間的孔錯位引起的流動阻力增大問題，有效降低氧化床的流動阻 力。 2、氧化床上、下兩個端部采用孔當量直徑小、開孔率低的蜂窩陶瓷，既可以提高氧
化床的蓄熱能力，從而提高氧化床運行穩(wěn)定性，又可以延長氣流換向周期。 3、在蜂窩陶瓷側(cè)面之間設置熱膨脹緩沖層，可以有效降低橫向積壓應力，從而延
長氧化床蜂窩陶瓷的更換周期。


圖1是本發(fā)明實施例的結構剖面示意圖。 圖2是圖1所示實施例的A-A剖面圖。 圖3是氧化床端部所采用的蜂窩陶瓷結構示意圖。 圖4是氧化床中部所采用的蜂窩陶瓷結構示意圖。 圖中1、蜂窩陶瓷2、孔3、槽4、熱膨脹緩沖層
具體實施例方式
在圖l-4所示的實施例中氧化床由3種蜂窩陶瓷1排列疊加而成，設置在氧化床 中部的蜂窩陶瓷1采用孔當量直徑大、開孔率高、耐高溫的蜂窩陶瓷，孔2呈正六邊形；位于
氧化床中部蜂窩陶瓷1的上、下側(cè)的2層蜂窩陶瓷耐熱沖擊能力強，且以氧化床中部為對稱 面、由內(nèi)向外孔當量直徑和開孔率臺階式減小，孔2呈正四邊形；上下相鄰蜂窩陶瓷1的同
一層結合面之間設有方向一致的槽3，槽3深2mm，槽3的直角處呈圓弧倒角狀，上下相鄰兩 層結合面之間槽3的方向相互垂直；同一層相鄰蜂窩陶瓷1之間設有熱膨脹緩沖層4。
權利要求
一種礦井乏風瓦斯熱氧化裝置的立式結構氧化床，由若干蜂窩陶瓷(1)排列疊加而成，其特征在于氧化床由多種蜂窩陶瓷(1)排列疊加而成，設置在氧化床中部的蜂窩陶瓷(1)采用孔當量直徑大、開孔率高、耐高溫的蜂窩陶瓷，位于氧化床中部蜂窩陶瓷(1)的上、下側(cè)的蜂窩陶瓷(1)耐熱沖擊能力強，且以氧化床中部為對稱面、由內(nèi)向外孔當量直徑和開孔率臺階式減小，上下相鄰蜂窩陶瓷(1)的同一層結合面之間設有方向一致的槽(3)，上下相鄰兩層結合面之間槽(3)的方向相互垂直，同一層相鄰蜂窩陶瓷(1)之間設有熱膨脹緩沖層(4)。
2. 如權利要求1所述的礦井乏風瓦斯熱氧化裝置的立式結構氧化床，其特征在于上下相鄰蜂窩陶瓷(1)的同一層結合面之間的槽(3)深2 5mm，在槽(3)的直角處呈圓弧倒 角狀。
3. 如權利要求1所述的礦井乏風瓦斯熱氧化裝置的立式結構氧化床，其特征在于位 于氧化床中部的蜂窩陶瓷(1)采用正六邊形孔(2)，其它蜂窩陶瓷(1)采用正四邊形孔(2) 。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種礦井乏風瓦斯熱氧化裝置的立式結構氧化床，由若干蜂窩陶瓷排列疊加而成，其特征在于氧化床由多種蜂窩陶瓷排列疊加而成，設置在氧化床中部的蜂窩陶瓷采用孔當量直徑大、開孔率高、耐高溫的蜂窩陶瓷，位于氧化床中部蜂窩陶瓷的上、下側(cè)的蜂窩陶瓷耐熱沖擊能力強，且以氧化床中部為對稱面、由內(nèi)向外孔當量直徑和開孔率臺階式減小，上下相鄰蜂窩陶瓷的同一層結合面之間設有方向一致的槽，上下相鄰兩層結合面之間槽的方向相互垂直，同一層相鄰蜂窩陶瓷之間設有熱膨脹緩沖層。本氧化床具有流動阻力低、運行穩(wěn)定性好、使用壽命長等優(yōu)點。
文檔編號E21F5/00GK101761354SQ200910266550
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權日2009年12月29日
發(fā)明者劉永啟, 劉瑞祥, 孟建, 尤彥彥, 李冬梅, 李宗立, 王延遐, 鄭斌, 高振強 申請人:山東理工大學