專利名稱：抽采瓦斯稀釋混合除霧器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦乏風(fēng)瓦斯氧化裝置的供氣設(shè)備，特別涉及一種煤礦乏風(fēng)瓦斯氧化裝置的抽采瓦斯與乏風(fēng)瓦斯或空氣的稀釋混合除霧器，屬于超低濃度甲烷熱逆流氧化和低密度能量回收技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
全球范圍內(nèi)采煤每年釋放的甲烷量約49Mt，約占全球范圍內(nèi)甲烷排放總量的9% 左右。甲烷在大氣中的濃度是各溫室氣體中增長(zhǎng)最快的一個(gè)，因其強(qiáng)烈的溫室效應(yīng)，甲烷的排放必須受到有效的控制。我國(guó)每年抽采瓦斯約為50多億立方米。其中利用的抽采瓦斯僅占1/4 1/3，其余都處于排空狀態(tài)。特別是濃度低于8%的低濃度抽采瓦斯無(wú)法進(jìn)行民用或發(fā)電利用，只有排空。這些被排入到大氣中的甲烷不僅造成嚴(yán)重的大氣污染，而且極大地浪費(fèi)了能源。煤礦乏風(fēng)熱逆流氧化裝置是對(duì)超低濃度甲烷進(jìn)行利用的先進(jìn)技術(shù)，可以將抽采瓦斯與空氣或者煤礦乏風(fēng)瓦斯混合稀釋后送入氧化裝置內(nèi)進(jìn)行氧化利用。為了保證煤礦乏風(fēng)瓦斯氧化裝置安全運(yùn)行，要求進(jìn)入氧化裝置氧化床的瓦斯氣體濃度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于瓦斯的爆炸極限，一般來(lái)說(shuō)要小于1. 5%，不能出現(xiàn)局部過(guò)濃現(xiàn)象。煤礦抽采瓦斯稀釋混合除霧器是該氧化裝置中保證抽采瓦斯與空氣或者煤礦乏風(fēng)瓦斯混合均勻性的關(guān)鍵部件，可以配制出甲烷濃度為0.3% 1.2%的均勻混合氣。瓦斯在輸送過(guò)程中為了防止摩擦起火爆炸，常用細(xì)水霧噴灑降溫，并采用濕式阻火器保證氧化裝置的安全，因此瓦斯到達(dá)裝置入口時(shí)濕度很大，影響到下一步在裝置內(nèi)的氧化利用，稀釋混合除霧器可以對(duì)抽采瓦斯進(jìn)行氣水分離，除濕導(dǎo)流，保證瓦斯進(jìn)入氧化裝置后的干燥。稀釋混合除霧器性能的好壞在很大程度上影響甲烷的轉(zhuǎn)化率、裝置的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和安全性。在專利“氧化裝置瓦斯氣摻混進(jìn)氣系統(tǒng)”(CN200920025062. 2)中，瓦斯混合器的主管和副管設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，而且高濃度的瓦斯氣體360°范圍內(nèi)從很細(xì)的副管進(jìn)入瓦斯進(jìn)氣主管，增加了高濃度瓦斯與壁面摩擦發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。在專利“煤礦抽采瓦斯與乏風(fēng)瓦斯的混合器”(CN201010274136. 3)中，混合器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且其均布小孔的瓦斯引射管的圓錐尾管會(huì)帶來(lái)很大的流動(dòng)阻力，增加輸運(yùn)瓦斯的能耗。并且以上專利都沒(méi)有對(duì)抽采瓦斯進(jìn)行除濕導(dǎo)流的功能，目前還未見(jiàn)有結(jié)構(gòu)和性能都比較完善的瓦斯稀釋混合除霧器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能克服上述缺陷，彌補(bǔ)現(xiàn)有煤礦乏風(fēng)瓦斯氧化裝置供氣技術(shù)的不足，提供一種將抽采瓦斯、乏風(fēng)瓦斯或空氣均勻混合，降低到安全的濃度，并且進(jìn)行汽水分離和除濕導(dǎo)流的抽采瓦斯稀釋混合除霧器。其技術(shù)方案為一種抽采瓦斯稀釋混合除霧器，包括管狀的殼體和瓦斯引射管，瓦斯引射管包括入口管和安裝在入口管出口端的擴(kuò)張管，其中入口管為90°彎管、入口端設(shè)置在殼體外，入口管靠近入口端的直管段垂直穿入殼體內(nèi)、靠近出口端的直管段水平設(shè)置在殼體內(nèi)，與擴(kuò)張管相連并且朝向殼體的出口端，其特征在于增設(shè)內(nèi)螺旋葉片、擋流環(huán)、加強(qiáng)筋、導(dǎo)流槽、 導(dǎo)流管、水封槽和導(dǎo)流錐，導(dǎo)流錐為錐體結(jié)構(gòu)，位于擴(kuò)張管內(nèi)、尖頭背向擴(kuò)張管的出口端，擴(kuò)張管、殼體與導(dǎo)流錐之間經(jīng)過(guò)加強(qiáng)筋固定連接，入口管靠近出口端的直管段、擴(kuò)張管和導(dǎo)流錐的軸線位于殼體的軸心，內(nèi)螺旋葉片固定在入口管的出口端的直管段內(nèi)，入口管的水平直線段的底部設(shè)有向下傾斜的導(dǎo)流槽，導(dǎo)流槽的末端止于入口管出口端的前端，導(dǎo)流槽的末端設(shè)有導(dǎo)流管，導(dǎo)流管從殼體穿出并插入水封槽內(nèi)，擋流環(huán)環(huán)繞入口管固定在入口管的內(nèi)壁上，且位于導(dǎo)流管靠近擴(kuò)張管的一側(cè)。所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，殼體和入口管的管徑不變，擴(kuò)張管采用內(nèi)徑漸大的變徑管、擴(kuò)張角度在30°到90°之間，擴(kuò)張管的出口截面積在殼體截面積的 50% -80%之間。所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，入口管的彎頭至擴(kuò)張管出口端之間的軸向距離不小于入口管管徑的6倍。所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，擴(kuò)張管的出口端與殼體出口端之間的軸向距離不低于殼體管徑的2倍。所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，內(nèi)螺旋葉片的周邊焊接固定在入口管靠近出口端的直管段內(nèi)管壁上、內(nèi)徑為零、外徑與入口管的內(nèi)徑相同，內(nèi)螺旋葉片的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)大于1 圈。所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，導(dǎo)流槽長(zhǎng)度大于內(nèi)螺旋葉片長(zhǎng)度的1.5倍，導(dǎo)流槽有向下5°到30°的傾斜角度。所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，擋流環(huán)的周邊焊接固定在入口管靠近出口端的直管段內(nèi)管壁上、高度是入口管管徑的1/10到1/5。所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，導(dǎo)流管插入水封槽內(nèi)的深度超過(guò)0.5米。所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，殼體與上游和下游管道焊接，入口氣體為空氣或乏風(fēng)瓦斯，入口管入口與上游管道焊接，入口氣體為抽采瓦斯。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)是1.內(nèi)螺旋葉片使擴(kuò)張管出口內(nèi)側(cè)的高濃度瓦斯氣體有切向旋流速度，切向旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力有助于將中心區(qū)的高濃度瓦斯向周邊輸運(yùn)，使內(nèi)側(cè)的抽采瓦斯和外側(cè)的空氣或煤礦乏風(fēng)氣體在很短的時(shí)間和距離內(nèi)達(dá)到混合均勻。2.內(nèi)螺旋葉片使入口管內(nèi)的濕度很大的抽采瓦斯氣體產(chǎn)生切向旋流速度，離心力將瓦斯氣體中的液滴甩至入口管內(nèi)壁，并在重力作用下沿管壁向下匯流至導(dǎo)流槽內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)氣水分離，保證高濃度瓦斯氣體的干燥性，導(dǎo)流槽的長(zhǎng)度越長(zhǎng)則越有利于管壁水滴的充分收集，導(dǎo)流槽下游的擋流環(huán)可以阻擋壁面水滴向下游遷移。3.本混合除霧器可安裝于引風(fēng)機(jī)的入口管路，利用管路負(fù)壓抽吸抽采瓦斯，同時(shí)擴(kuò)張管使得管內(nèi)和管外的氣體流速拉開(kāi)差距，管外的空氣或煤礦乏風(fēng)氣體流速比管內(nèi)的抽采瓦斯流速高，對(duì)管內(nèi)的抽采瓦斯具有引射作用，減少抽采瓦斯的輸送功耗，降低了煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)改造的成本。4.抽采瓦斯從管路中心引入，空氣或乏風(fēng)瓦斯從管路外圍引入，在混合均勻之前壁面附近的瓦斯?jié)舛群艿?，避免了局部高濃度瓦斯氣體與壁面摩擦爆炸的危險(xiǎn)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1所示實(shí)施例的A向視圖。圖3是圖1所示實(shí)施例的B-B剖視圖。圖中1、殼體 2、加強(qiáng)筋 3、導(dǎo)流錐4、擴(kuò)張管 5、導(dǎo)流管 6、內(nèi)螺旋葉片7、 導(dǎo)流槽8、入口管9、擋流環(huán)10、水封槽
具體實(shí)施例方式在圖1-3所示的實(shí)施例中包括管狀的殼體1、瓦斯引射管、內(nèi)螺旋葉片6、擋流環(huán) 9、加強(qiáng)筋2、導(dǎo)流槽7、導(dǎo)流管5、水封槽10和導(dǎo)流錐3，瓦斯引射管包括入口管8和安裝在入口管8出口端的擴(kuò)張管4，其中入口管8為90°彎管、入口端設(shè)置在殼體1外，入口管8 靠近入口端的直管段垂直穿入殼體1內(nèi)、靠近出口端的直管段水平設(shè)置在殼體1內(nèi)，與擴(kuò)張管4相連并且朝向殼體1的出口端；導(dǎo)流錐3為錐體結(jié)構(gòu)，位于擴(kuò)張管4內(nèi)、尖頭背向擴(kuò)張管4的出口端，擴(kuò)張管4、殼體1與導(dǎo)流錐3之間經(jīng)過(guò)加強(qiáng)筋2固定連接，入口管8靠近出口端的直管段、擴(kuò)張管4和導(dǎo)流錐3的軸線位于殼體1的軸心，內(nèi)螺旋葉片6固定在入口管8 的出口端的直管段內(nèi)，入口管8的水平直線段的底部設(shè)有向下傾斜的導(dǎo)流槽7，導(dǎo)流槽7的末端止于入口管8出口端的前端，導(dǎo)流槽7的末端設(shè)有導(dǎo)流管5，導(dǎo)流管5從殼體1穿出并插入水封槽10內(nèi)，擋流環(huán)9環(huán)繞入口管8固定在入口管8的內(nèi)壁上，且位于導(dǎo)流管5靠近擴(kuò)張管4的一側(cè)。殼體1和入口管8的管徑不變，擴(kuò)張管4采用內(nèi)徑漸大的變徑管、擴(kuò)張角度為 60°，擴(kuò)張管4的出口截面積是殼體1截面積的65% ；入口管8的彎頭至擴(kuò)張管4出口端之間的軸向距離是入口管8管徑的8倍；擴(kuò)張管4的出口端與殼體1出口端之間的軸向距離是殼體1管徑的3倍；導(dǎo)流槽7有15°的傾斜角度、長(zhǎng)度是內(nèi)螺旋葉片6長(zhǎng)度的2倍；流環(huán) 9的周邊焊接固定在入口管8靠近出口端的直管段內(nèi)管壁上、高度是入口管8管徑的1/8 ； 內(nèi)螺旋葉片6的周邊焊接固定在入口管8靠近出口端的直管段內(nèi)管壁上、內(nèi)徑為零、外徑與入口管8的內(nèi)徑相同，內(nèi)螺旋葉片6的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)為2圈；導(dǎo)流管5插入水封槽10內(nèi)的深度為0.8米。殼體1與上游和下游管道焊接，入口氣體為乏風(fēng)瓦斯，入口管8入口與上游管道焊接，入口氣體為抽采瓦斯。
權(quán)利要求
1.一種抽采瓦斯稀釋混合除霧器，包括管狀的殼體(1)和瓦斯引射管，瓦斯引射管包括入口管⑶和安裝在入口管⑶出口端的擴(kuò)張管G)，其中入口管⑶為90°彎管、入口端設(shè)置在殼體⑴夕卜，入口管⑶靠近入口端的直管段垂直穿入殼體⑴內(nèi)、靠近出口端的直管段水平設(shè)置在殼體(1)內(nèi)，與擴(kuò)張管(4)相連并且朝向殼體(1)的出口端，其特征在于增設(shè)內(nèi)螺旋葉片(6)、擋流環(huán)(9)、加強(qiáng)筋(2)、導(dǎo)流槽(7)、導(dǎo)流管(5)、水封槽(10)和導(dǎo)流錐(3)，導(dǎo)流錐(3)為錐體結(jié)構(gòu)，位于擴(kuò)張管內(nèi)、尖頭背向擴(kuò)張管的出口端，擴(kuò)張管、殼體⑴與導(dǎo)流錐⑶之間經(jīng)過(guò)加強(qiáng)筋⑵固定連接，入口管⑶靠近出口端的直管段、擴(kuò)張管(4)和導(dǎo)流錐(3)的軸線位于殼體(1)的軸心，內(nèi)螺旋葉片(6)固定在入口管 ⑶的出口端的直管段內(nèi)，入口管⑶的水平直線段的底部設(shè)有向下傾斜的導(dǎo)流槽(7)，導(dǎo)流槽(7)的末端止于入口管⑶出口端的前端，導(dǎo)流槽(7)的末端設(shè)有導(dǎo)流管(5)，導(dǎo)流管 (5)從殼體(1)穿出并插入水封槽(10)內(nèi)，擋流環(huán)(9)環(huán)繞入口管(8)固定在入口管(8) 的內(nèi)壁上，且位于導(dǎo)流管( 靠近擴(kuò)張管的一側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，其特征在于殼體(1)和入口管(8) 的管徑不變，擴(kuò)張管(4)采用內(nèi)徑漸大的變徑管、擴(kuò)張角度在30°到90°之間，擴(kuò)張管(4) 的出口截面積在殼體(1)截面積的50% -80%之間。
3.如權(quán)利要求1所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，其特征在于入口管(8)的彎頭至擴(kuò)張管出口端之間的軸向距離不小于入口管(8)管徑的6倍。
4.如權(quán)利要求1所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，其特征在于擴(kuò)張管(4)的出口端與殼體(1)出口端之間的軸向距離不低于殼體(1)管徑的2倍。
5.如權(quán)利要求1所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，其特征在于內(nèi)螺旋葉片(6)的周邊焊接固定在入口管(8)靠近出口端的直管段內(nèi)管壁上、內(nèi)徑為零、外徑與入口管(8)的內(nèi)徑相同，內(nèi)螺旋葉片(6)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)大于1圈。
6.如權(quán)利要求1所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，其特征在于導(dǎo)流槽(7)長(zhǎng)度大于內(nèi)螺旋葉片(6)長(zhǎng)度的1.5倍，導(dǎo)流槽(7)有向下5°到30°的傾斜角度。
7.如權(quán)利要求1所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，其特征在于擋流環(huán)(9)的周邊焊接固定在入口管(8)靠近出口端的直管段內(nèi)管壁上、高度是入口管(8)管徑的1/10到1/5。
8.如權(quán)利要求1所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，其特征在于導(dǎo)流管(5)插入水封槽(10)內(nèi)的深度超過(guò)0.5米。
9.如權(quán)利要求1所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，其特征在于殼體(1)與上游和下游管道焊接，入口氣體為空氣或乏風(fēng)瓦斯，入口管(8)入口與上游管道焊接，入口氣體為抽采瓦斯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抽采瓦斯稀釋混合除霧器，包括殼體、入口管和擴(kuò)張管，入口管為90°彎管，入口端設(shè)在殼體外，靠近入口的直管段垂直穿入殼體內(nèi)，靠近出口的直管段設(shè)置在殼體內(nèi)，與擴(kuò)張管相連朝向殼體出口端，其特征在于增設(shè)內(nèi)螺旋葉片、擋流環(huán)、加強(qiáng)筋、導(dǎo)流槽、導(dǎo)流管、水封槽和導(dǎo)流錐，導(dǎo)流錐位于擴(kuò)張管內(nèi)、尖頭背向擴(kuò)張管出口，擴(kuò)張管、殼體與導(dǎo)流錐之間經(jīng)過(guò)強(qiáng)筋連接，直管段、擴(kuò)張管和導(dǎo)流錐的軸線位于殼體軸心，內(nèi)螺旋葉片固定在入口管出口端的直管段內(nèi)，入口管下管壁設(shè)導(dǎo)流槽，導(dǎo)流槽末端設(shè)導(dǎo)流管，從殼體穿出插入水封槽內(nèi)，擋流環(huán)固定在入口管的內(nèi)壁且位于擴(kuò)張管的一側(cè)。本發(fā)明具有除濕導(dǎo)流，安全保護(hù)，輸送能耗低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21F7/00GK102322287SQ201110243800
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者劉永啟, 毛明明, 高振強(qiáng) 申請(qǐng)人:山東理工大學(xué)