CN104492290B - 煤矿低浓度瓦斯混配装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤矿低浓度瓦斯混配装置，包括依次设置且内部连通的前段混配室、前段出气室、后段混配室和后段出气室，所述前段混配室左端设有乏风入口，所述后段出气室右端设有混合气出口，所述前段混配室内壁固定设置有前螺旋叶片，所述后段混配室内壁固定设置有后螺旋叶片，所述前后螺旋叶片旋转方向相反，所述前段混配室设有前低浓度瓦斯管路和前空气管路，所述后段混配室设有后低浓度瓦斯管路和后空气管路。本发明的低浓度瓦斯混配装置，所得到的混配气体均匀、无团聚，可以解决乏气无法与低浓度瓦斯均匀混合的问题。
Description
技术领域
本发明属于煤矿瓦斯利用领域，涉及煤矿低浓度瓦斯混配装置，特别涉及一种混配煤矿低浓度瓦斯和矿井乏风或者低浓度瓦斯和空气以得到适合后续氧化燃烧要求的装置。
背景技术
乏风又称煤矿风排瓦斯，是一种甲烷浓度低于0.75％的煤矿瓦斯。由于乏风的瓦斯浓度极低，很难直接利用，通常只能直接排放到大气中，我国每年由乏风排入大气的甲烷相当于西气东输1年的输气量，不仅浪费大量能源，而且造成严重的温室气体污染。同时，煤矿瓦斯泵站浓度低于8％的浓度瓦斯也因无法利用直接排入大气；因此，可以将低浓度瓦斯与乏风混配后加以利用。
近年来出现了一些利用煤矿低浓度瓦斯与矿井乏风或空气掺混，混配至一定浓度后送进氧化装置内氧化反应放热产生二氧化碳和水。但目前掺混装置仅适用于混配高流速气体，对低流速乏气与低浓度瓦斯的混配效果较差，所得混合气各部分浓度差异大，甚至存在低浓度瓦斯层流或者低浓度瓦斯团，影响了煤矿抽采系统和利用系统的安全运行，安全隐患大。
因此，有必要研发一种适用于混配低浓度瓦斯和乏气的混配装置。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于混配低浓度瓦斯和乏气的混配装置。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种煤矿低浓度瓦斯混配装置，包括依次设置且内部连通的前段混配室、前段出气室、后段混配室和后段出气室，所述前段混配室左端设有乏风入口，所述后段出气室右端设有混合气出口，所述前段混配室内壁固定设置有前螺旋叶片，所述后段混配室内壁固定设置有后螺旋叶片，所述前后螺旋叶片旋转方向相反，所述前段混配室设有前低浓度瓦斯管路和前空气管路，所述后段混配室设有后低浓度瓦斯管路和后空气管路。
作为本发明的优选，所述前低浓度瓦斯管路和前空气管路设置在前螺旋叶片前端，所述后低浓度瓦斯管路和后空气管路设置在后螺旋叶片前端。
作为本发明的优选，还包括依次贯穿前段混配室、前段出气室、后段混配室和后段出气室的叶片轴，所述叶片轴与前段混配室、后段出气室、前螺旋叶片和后螺旋叶片焊接固定。
作为本发明的优选，所述前段混配室设有前压差传感器和前流量传感器，所述前段出气室设有前FID浓度传感器，所述后段混配室设有后压差传感器和后流量传感器，所述后段出气室设有后FID浓度传感器。
作为本发明的优选，所述前段混配室和/或后段混配室水平直径1/4、2/4、3/4处，装置出气室上方和下方设置至少有3组FID浓度传感器。
作为本发明的优选，前低浓度瓦斯管路上设有前低浓度瓦斯关断阀、前低浓度瓦斯流量调节阀、前低浓度瓦斯流量传感器、前低浓度瓦斯浓度传感器和前低浓度瓦斯压力传感器，前空气管路上设有前空气关断阀、前空气流量调节阀、前空气流量传感器和前空气浓度传感器。
作为本发明的优选，后低浓度瓦斯管路上设有后低浓度瓦斯关断阀、后低浓度瓦斯流量调节阀、后低浓度瓦斯流量传感器、后低浓度瓦斯浓度传感器和后低浓度瓦斯压力传感器，后空气管路上设有后空气关断阀、后空气流量调节阀、后空气流量传感器和后空气压力传感器。
本发明的有益效果在于：
本发明的低浓度瓦斯混配装置，设置了前段混配室和后段混配室，且在前后段混配室中设置了螺旋方向相反的旋转叶片，气体混配时在螺旋叶片的作用下不断被加速，所得到的混配气体均匀，无团聚，完全能够满足后续工序的要求；本发明的混配装置分为前后两段，若乏气流速较高时，则在后段混合器中通入低浓度瓦斯，若乏气流速低，则在前段前段混入低浓度瓦斯，这样可以解决乏气无法与低浓度瓦斯均匀混合的问题；本发明在前后段混配室分别设置了空气入口，这样在乏气缺乏时可以混配低浓度瓦斯和空气，避免整个混配过程出现间断从而导致后续设备(如锅炉)的关停机；另外，由于本发明混配装置设有多级螺旋叶片，可以有效减少混配气中的烟尘及水分含量(混配气涡流中烟尘及水分在离心力的作用下分离到混配设备内壁)；本发明进一步设置了压力加测及浓度检测装置，可以随时监控混配气的浓度及混配过程中的压差，出现混配不均混压力损失过大时立即采取应对措施，保证装置运行的安全性及可靠性。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为实施例1低浓度瓦斯混配装置结构示意图；
图2为图1中是32和35的位置截面图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1：
如图1和2所示，本实施例煤矿低浓度瓦斯混配装置，包括依次设置且内部连通的前段混配室1、前段出气室3、后段混配室2和后段出气室4，所述前段混配室1左端设有乏风入口，所述后段出气室4右端设有混合气出口，所述前段混配室1内壁固定设置有前螺旋叶片6，所述后段混配室2内壁固定设置有后螺旋叶片7，所述前后螺旋叶片旋转方向相反，所述前段混配室1设有前低浓度瓦斯管路8和前空气管路9，所述后段混配室2设有后低浓度瓦斯管路10和后空气管路11。
本实施例中，所述前低浓度瓦斯管路8和前空气管路9设置在前螺旋叶片6前端，所述后低浓度瓦斯管路10和后空气管路11设置在后螺旋叶片7前端。
本实施例中，还包括依次贯穿前段混配室1、前段出气室3、后段混配室2和后段出气室4的叶片轴5，所述叶片轴5与前段混配室1、后段出气室4、前螺旋叶片6和后螺旋叶片7焊接固定。
本实施例中，所述前段混配室1设有前压差传感器30和前流量传感器31，所述前段出气室3设有前FID浓度传感器32，所述后段混配室2设有后压差传感器33和后流量传感器34，所述后段出气室4设有后FID浓度传感器35(36为乏风瓦斯甲烷取样测量孔)。
本实施例中，所述前段混配室1和/或后段混配室2水平直径1/4、2/4、3/4处，装置出气室上方和下方设置至少有3组FID浓度传感器。
本实施例中，前低浓度瓦斯管路8上设有前低浓度瓦斯关断阀12、前低浓度瓦斯流量调节阀13、前低浓度瓦斯流量传感器14、前低浓度瓦斯浓度传感器15和前低浓度瓦斯压力传感器16，前空气管路9上设有前空气关断阀17、前空气流量调节阀18、前空气流量传感器19和前空气浓度传感器20。
本实施例中，后低浓度瓦斯管路10上设有后低浓度瓦斯关断阀21、后低浓度瓦斯流量调节阀22、后低浓度瓦斯流量传感器23、后低浓度瓦斯浓度传感器24和后低浓度瓦斯压力传感器25，后空气管路11上设有后空气关断阀26、后空气流量调节阀27、后空气流量传感器28和后空气压力传感器29。
使用时，若乏气流速较低，乏气由装置左端流入，低浓度瓦斯沿管道8轴向流入，在顺时针螺旋叶片6前方与乏风汇合，沿螺旋叶片6混合流入前段出气室3；随后沿逆时针螺旋叶片7反方向混合从后段出气室4流出，进入乏风氧化装置。当矿井乏风气体高流量时，低浓度瓦斯沿管道10轴向流入，在逆时针螺旋叶片7前方与乏风汇合，沿螺旋叶片7混合流入后段出气室4，随后进入乏风氧化装置。如混配过程中发现同一截面各部分混配气体浓度较低或混配压差过大，则自动切断相应管理进行保护。
本发明的低浓度瓦斯混配装置，所得到的混配气体均匀，无团聚，完全能够满足后续工序的要求，且可以解决乏气无法与低浓度瓦斯均匀混合的问题。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (7)
1.一种煤矿低浓度瓦斯混配装置，其特征在于：包括依次设置且内部连通的前段混配室(1)、前段出气室(3)、后段混配室(2)和后段出气室(4)，所述前段混配室(1)左端设有乏风入口，所述后段出气室(4)右端设有混合气出口，所述前段混配室(1)内壁固定设置有前螺旋叶片(6)，所述后段混配室(2)内壁固定设置有后螺旋叶片(7)，所述前后螺旋叶片旋转方向相反，所述前段混配室(1)设有前低浓度瓦斯管路(8)和前空气管路(9)，所述后段混配室(2)设有后低浓度瓦斯管路(10)和后空气管路(11)。
2.根据权利要求1所述煤矿低浓度瓦斯混配装置，其特征在于：所述前低浓度瓦斯管路(8)和前空气管路(9)设置在前螺旋叶片(6)前端，所述后低浓度瓦斯管路(10)和后空气管路(11)设置在后螺旋叶片(7)前端。
3.根据权利要求1所述煤矿低浓度瓦斯混配装置，其特征在于：还包括依次贯穿前段混配室(1)、前段出气室(3)、后段混配室(2)和后段出气室(4)的叶片轴(5)，所述叶片轴(5)与前段混配室(1)、后段出气室(4)、前螺旋叶片(6)和后螺旋叶片(7)焊接固定。
4.根据权利要求1所述煤矿低浓度瓦斯混配装置，其特征在于：所述前段混配室(1)设有前压差传感器(30)和前流量传感器(31)，所述前段出气室(3)设有前FID浓度传感器(32)，所述后段混配室(2)设有后压差传感器(33)和后流量传感器(34)，所述后段出气室(4)设有后FID浓度传感器(35)。
5.根据权利要求1所述煤矿低浓度瓦斯混配装置，其特征在于：所述前段混配室(1)和/或后段混配室(2)水平直径1/4、2/4、3/4处，装置出气室上方和下方设置至少有3组FID浓度传感器。
6.根据权利要求1所述煤矿低浓度瓦斯混配装置，其特征在于：前低浓度瓦斯管路(8)上设有前低浓度瓦斯关断阀(12)、前低浓度瓦斯流量调节阀(13)、前低浓度瓦斯流量传感器(14)、前低浓度瓦斯浓度传感器(15)和前低浓度瓦斯压力传感器(16)，前空气管路(9)上设有前空气关断阀(17)、前空气流量调节阀(18)、前空气流量传感器(19)和前空气浓度传感器(20)。
7.根据权利要求1所述煤矿低浓度瓦斯混配装置，其特征在于：后低浓度瓦斯管路(10)上设有后低浓度瓦斯关断阀(21)、后低浓度瓦斯流量调节阀(22)、后低浓度瓦斯流量传感器(23)、后低浓度瓦斯浓度传感器(24)和后低浓度瓦斯压力传感器(25)，后空气管路(11)上设有后空气关断阀(26)、后空气流量调节阀(27)、后空气流量传感器(28)和后空气压力传感器(29)。
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