專利名稱：抽采瓦斯稀釋混合除霧器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及煤礦乏風瓦斯氧化裝置的供氣設備，特別涉及一種煤礦乏風瓦斯氧化裝置的抽采瓦斯與乏風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領域。
背景技術：
全球范圍內采煤每年釋放的甲烷量約49Mt，約占全球范圍內甲烷排放總量的9% 左右。甲烷在大氣中的濃度是各溫室氣體中增長最快的一個，因其強烈的溫室效應，甲烷的排放必須受到有效的控制。我國每年抽采瓦斯約為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法進行民用或發(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重的大氣污染，而且極大地浪費了能源。煤礦乏風熱逆流氧化裝置是對超低濃度甲烷進行利用的先進技術，可以將抽采瓦斯與空氣或者煤礦乏風瓦斯混合稀釋后送入氧化裝置內進行氧化利用。為了保證煤礦乏風瓦斯氧化裝置安全運行，要求進入氧化裝置氧化床的瓦斯氣體濃度要遠遠低于瓦斯的爆炸極限，一般來說要小于1. 5%，不能出現局部過濃現象。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瓦斯混合均勻性的關鍵部件，可以配制出甲烷濃度為0.3% 1.2%的均勻混合氣。瓦斯在輸送過程中為了防止摩擦起火爆炸，常用細水霧噴灑降溫，并采用濕式阻火器保證氧化裝置的安全，因此瓦斯到達裝置入口時濕度很大，影響到下一步在裝置內的氧化利用，稀釋混合除霧器可以對抽采瓦斯進行氣水分離，除濕導流，保證瓦斯進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化率、裝置的穩(wěn)定性、經濟性和安全性。在專利“氧化裝置瓦斯氣摻混進氣系統(tǒng)”(CN200920025062. 2)中，瓦斯混合器的主管和副管設計比較復雜，而且高濃度的瓦斯氣體360°范圍內從很細的副管進入瓦斯進氣主管，增加了高濃度瓦斯與壁面摩擦發(fā)生爆炸的危險。在專利“煤礦抽采瓦斯與乏風瓦斯的混合器”(CN201010274136. 3)中，混合器的結構復雜而且其均布小孔的瓦斯引射管的圓錐尾管會帶來很大的流動阻力，增加輸運瓦斯的能耗。并且以上專利都沒有對抽采瓦斯進行除濕導流的功能，目前還未見有結構和性能都比較完善的瓦斯稀釋混合除霧器。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種能克服上述缺陷，彌補現有煤礦乏風瓦斯氧化裝置供氣技術的不足，提供一種將抽采瓦斯、乏風瓦斯或空氣均勻混合，降低到安全的濃度，并且進行汽水分離和除濕導流的抽采瓦斯稀釋混合除霧器。其技術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張管，其中入口管為90°彎管、入口端設置在殼體外，入口管靠近入口端的直管段垂直穿入殼體內、靠近出口端的直管段水平設置在殼體內，與擴張管相連并且朝向殼體的出口端，其特征在于增設內螺旋葉片、擋流環(huán)、加強筋、導流槽、 導流管、水封槽和導流錐，導流錐為錐體結構，位于擴張管內、尖頭背向擴張管的出口端，擴張管、殼體與導流錐之間經過加強筋固定連接，入口管靠近出口端的直管段、擴張管和導流錐的軸線位于殼體的軸心，內螺旋葉片固定在入口管的出口端的直管段內，入口管的水平直線段的底部設有向下傾斜的導流槽，導流槽的末端止于入口管出口端的前端，導流槽的末端設有導流管，導流管從殼體穿出并插入水封槽內，擋流環(huán)環(huán)繞入口管固定在入口管的內壁上，且位于導流管靠近擴張管的一側。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，擴張管采用內徑漸大的變徑管、擴張角度在30°到90°之間，擴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管壁上、內徑為零、外徑與入口管的內徑相同，內螺旋葉片的旋轉圈數大于1 圈。所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，導流槽長度大于內螺旋葉片長度的1.5倍，導流槽有向下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，導流管插入水封槽內的深度超過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瓦斯，入口管入口與上游管道焊接，入口氣體為抽采瓦斯。本實用新型與現有技術相比，其優(yōu)點是1.內螺旋葉片使擴張管出口內側的高濃度瓦斯氣體有切向旋流速度，切向旋轉產生的離心力有助于將中心區(qū)的高濃度瓦斯向周邊輸運，使內側的抽采瓦斯和外側的空氣或煤礦乏風氣體在很短的時間和距離內達到混合均勻。2.內螺旋葉片使入口管內的濕度很大的抽采瓦斯氣體產生切向旋流速度，離心力將瓦斯氣體中的液滴甩至入口管內壁，并在重力作用下沿管壁向下匯流至導流槽內，從而實現氣水分離，保證高濃度瓦斯氣體的干燥性，導流槽的長度越長則越有利于管壁水滴的充分收集，導流槽下游的擋流環(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機的入口管路，利用管路負壓抽吸抽采瓦斯，同時擴張管使得管內和管外的氣體流速拉開差距，管外的空氣或煤礦乏風氣體流速比管內的抽采瓦斯流速高，對管內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)舛群艿停苊饬司植扛邼舛韧咚箽怏w與壁面摩擦爆炸的危險。
圖1是本實用新型實施例的結構示意圖。圖2是圖1所示實施例的A向視圖。圖3是圖1所示實施例的B-B剖視圖。圖中1、殼體2、加強筋3、導流錐4、擴張管5、導流管6、內螺旋葉片7、導流槽
8、入口管9、擋流環(huán)10、水封槽
具體實施方式
在圖1-3所示的實施例中包括管狀的殼體1、瓦斯引射管、內螺旋葉片6、擋流環(huán)
9、加強筋2、導流槽7、導流管5、水封槽10和導流錐3，瓦斯引射管包括入口管8和安裝在入口管8出口端的擴張管4，其中入口管8為90°彎管、入口端設置在殼體1外，入口管8 靠近入口端的直管段垂直穿入殼體1內、靠近出口端的直管段水平設置在殼體1內，與擴張管4相連并且朝向殼體1的出口端；導流錐3為錐體結構，位于擴張管4內、尖頭背向擴張管4的出口端，擴張管4、殼體1與導流錐3之間經過加強筋2固定連接，入口管8靠近出口端的直管段、擴張管4和導流錐3的軸線位于殼體1的軸心，內螺旋葉片6固定在入口管8 的出口端的直管段內，入口管8的水平直線段的底部設有向下傾斜的導流槽7，導流槽7的末端止于入口管8出口端的前端，導流槽7的末端設有導流管5，導流管5從殼體1穿出并插入水封槽10內，擋流環(huán)9環(huán)繞入口管8固定在入口管8的內壁上，且位于導流管5靠近擴張管4的一側。殼體1和入口管8的管徑不變，擴張管4采用內徑漸大的變徑管、擴張角度為 60°，擴張管4的出口截面積是殼體1截面積的65% ；入口管8的彎頭至擴張管4出口端之間的軸向距離是入口管8管徑的8倍；擴張管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；導流槽7有15°的傾斜角度、長度是內螺旋葉片6長度的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管壁上、高度是入口管8管徑的1/8 ； 內螺旋葉片6的周邊焊接固定在入口管8靠近出口端的直管段內管壁上、內徑為零、外徑與入口管8的內徑相同，內螺旋葉片6的旋轉圈數為2圈；導流管5插入水封槽10內的深度為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出口端的擴張管(4)，其中入口管⑶為90°彎管、入口端設置在殼體⑴夕卜，入口管⑶靠近入口端的直管段垂直穿入殼體⑴內、靠近出口端的直管段水平設置在殼體(1)內，與擴張管(4)相連并且朝向殼體(1)的出口端，其特征在于增設內螺旋葉片(6)、擋流環(huán)(9)、加強筋(2)、導流槽(7)、導流管(5)、水封槽(10)和導流錐(3)，導流錐(3)為錐體結構，位于擴張管(4)內、尖頭背向擴張管(4)的出口端，擴張管(4)、殼體⑴與導流錐(3)之間經過加強筋(2)固定連接，入口管⑶靠近出口端的直管段、擴張管(4)和導流錐(3)的軸線位于殼體(1)的軸心，內螺旋葉片(6)固定在入口管 ⑶的出口端的直管段內，入口管⑶的水平直線段的底部設有向下傾斜的導流槽(7)，導流槽(7)的末端止于入口管⑶出口端的前端，導流槽(7)的末端設有導流管(5)，導流管 (5)從殼體(1)穿出并插入水封槽(10)內，擋流環(huán)(9)環(huán)繞入口管(8)固定在入口管(8) 的內壁上，且位于導流管(5)靠近擴張管(4)的一側。
2.如權利要求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，擴張管(4)采用內徑漸大的變徑管、擴張角度在30°到90°之間，擴張管(4) 的出口截面積在殼體(1)截面積的50% -80%之間。
3.如權利要求1所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，其特征在于入口管(8)的彎頭至擴張管(4)出口端之間的軸向距離不小于入口管(8)管徑的6倍。
4.如權利要求1所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，其特征在于擴張管(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.如權利要求1所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，其特征在于內螺旋葉片(6)的周邊焊接固定在入口管(8)靠近出口端的直管段內管壁上、內徑為零、外徑與入口管(8)的內徑相同，內螺旋葉片(6)的旋轉圈數大于1圈。
6.如權利要求1所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，其特征在于導流槽(7)長度大于內螺旋葉片(6)長度的1.5倍，導流槽(7)有向下5°到30°的傾斜角度。
7.如權利要求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管壁上、高度是入口管(8)管徑的1/10到1/5。
8.如權利要求1所述的抽采瓦斯稀釋混合除霧器，其特征在于導流管(5)插入水封槽(10)內的深度超過0.5米。
9.如權利要求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瓦斯，入口管(8)入口與上游管道焊接，入口氣體為抽采瓦斯。
專利摘要本實用新型涉及一種抽采瓦斯稀釋混合除霧器，包括殼體、入口管和擴張管，入口管為90°彎管，入口端設在殼體外，靠近入口的直管段垂直穿入殼體內，靠近出口的直管段設置在殼體內，與擴張管相連朝向殼體出口端，其特征在于增設內螺旋葉片、擋流環(huán)、加強筋、導流槽、導流管、水封槽和導流錐，導流錐位于擴張管內、尖頭背向擴張管出口，擴張管、殼體與導流錐之間經過強筋連接，直管段、擴張管和導流錐的軸線位于殼體軸心，內螺旋葉片固定在入口管出口端的直管段內，入口管下管壁設導流槽，導流槽末端設導流管，從殼體穿出插入水封槽內，擋流環(huán)固定在入口管的內壁且位于擴張管的一側。本實用新型具有除濕導流，安全保護，輸送能耗低等優(yōu)點。
文檔編號E21F7/00GK202187794SQ201120308680
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權日2011年8月23日
發(fā)明者劉永啟, 劉瑞祥, 尤彥彥, 毛明明, 高振強 申請人:山東理工大學