CN104848674A - 煤矿低浓度瓦斯氧化制取高温热风及煤泥干燥工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种煤矿低浓度瓦斯氧化制取高温热风及煤泥干燥工艺，包括依次连接的低浓度瓦斯一次配风子系统、瓦斯热逆流氧化制取高温热风子系统和安全连锁控制子系统，将煤矿低浓度瓦斯通过低浓度瓦斯一次配风子系统进行远距离输送，绕后通过掺混控制器后经氧化装置送风机将瓦斯送入热逆流氧化装置氧化产生高温热风，最后通过调温箱将其它低温热源或空气与热逆流氧化装置产生的高温热风进行混合后送入煤泥干燥滚筒用于烘干湿煤泥。与现有技术相比，本发明具有安全性高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿低浓度瓦斯远距离输送技术，尤其是涉及一种煤矿低浓度瓦斯氧化制取高温热风及煤泥干燥工艺。
背景技术
煤矿开采的原煤通过选煤厂精选后产生大量的煤泥，由于煤泥的高水分、高粘性、低热值等诸多不利条件，煤泥很难实现在工业领域中的直接应用。选煤厂对煤泥采取落地处理，这样处理方式存在诸多弊端：一是污染环境，易造成矿区环境的二次污染问题；二是不能充分利用煤泥价值，造成经济损失；三是堆放面积大，增加相应的管理成本。随着国家可持续发展战略的实施，煤炭等矿产资源的合理开发和综合利用已成重要课题，作为废弃物闲置堆放的煤泥充分开发利用已刻不容缓。利用好宝贵的煤泥资源，使之变废为宝，不仅能产生可观的经济效益，还解决了煤泥堆放占用土地影响生产和污染环境等一系列问题。
煤泥干燥系统的出现缓解了这一难题，煤泥干燥机可快速干燥煤泥等煤产品，提升煤泥附加值，节约能源，提高经济效益。经干燥脱水后，煤泥可直接用于锅炉燃烧和发电，传统的煤泥干燥技术为采用燃烧炉燃煤产生热烟气的工艺制取高温热风用于湿煤泥烘干，一方面是浪费燃煤，同时还造成环境污染。从节能减排、合理利用资源的角度出发，采用低浓度瓦斯通过热逆流氧化产生高温热风对湿煤泥进行干燥的技术，充分利用了热能，减少尾气排放，降低对环境的污染，该项技术具有较高的经济效益和环境效益。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种安全性高、节约能源的煤矿低浓度瓦斯氧化制取高温热风及煤泥干燥工艺。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种煤矿低浓度瓦斯氧化制取高温热风及煤泥干燥工艺，包括依次连接的低浓度瓦斯一次配风子系统、瓦斯热逆流氧化制取高温热风子系统和安全连锁控制子系统；所述的瓦斯热逆流氧化制取高温热风子系统包括依次安装在抽采瓦斯管道上的掺混控制器、氧化装置送风机、热逆流氧化装置；所述的安全连锁控制子系统包括安装在煤泥上料机上的物料传感器、安装在干燥滚筒入口的温度传感器、安装在低温出气管道上的压力传感器、安装在热逆流氧化装置高温热风出口的高温调节阀以及控制器；所述的高温调节阀与干燥滚筒之间设有调温箱；
将煤矿低浓度瓦斯通过低浓度瓦斯一次配风子系统进行远距离输送，绕后通过掺混控制器后经氧化装置送风机将瓦斯送入热逆流氧化装置氧化产生高温热风，最后通过调温箱将其它低温热源或空气与热逆流氧化装置产生的高温热风进行混合后送入煤泥干燥滚筒用于烘干湿煤泥。
优选地，所述的低浓度瓦斯一次配风子系统包括抽采瓦斯管道以及依次安装在抽采瓦斯管道上的复合式阻火器、一次配风机、甲烷浓度传感器，所述的复合式阻火器阻止系统中可能的火源传入抽采瓦斯管道，并通过甲烷浓度传感器测得的瓦斯浓度来控制一次配风机的运行，将瓦斯浓度控制在安全输送浓度以下，瓦斯输送的起始端和末端设置阻火设备，瓦斯输送沿途无需设置各种保护设备。
优选地，所述的低浓度瓦斯一次配风子系统输送末端的瓦斯经掺混控制器二次调节控制后由送风机送入热逆流氧化装置氧化制取高温热风。
优选地，在热逆流氧化装置高温热风出口设置发热高温调节阀，当煤泥干燥系统内煤泥上料机故障或干燥滚筒入口热风温度超过设定阈值，或者检测到干燥系统引风机故障时，系统自动将高温调节阀减小或关闭。
优选地，在干燥滚筒入口安装温度传感器用于检测入口热风温度；
在煤泥上料机上安装物料传感器用于检测煤泥上料机故障状态；
在煤泥干燥系统低温出气管道上安装压力传感器检测出风压力，当干燥滚筒热风温度高于控制器设定的数值、煤泥上料机故障或低温出气管道压力消失时，系统自动将高温调节阀关闭，保护煤泥干燥系统。
优选地，所述的控制器分别与物料传感器、温度传感器、压力传感器、高温调节阀、一次配风机、氧化装置送风机连接。
优选地，所述的热逆流氧化装置通过高温热风管道与高温调节阀连接。
优选地，所述的调温箱上设有低温热源或空气管道。
优选地，所述的安全连锁控制子系统还包括分别与控制器、一次配风机、氧化装置送风机和高温调节阀连接的电源模块。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)在瓦斯输送首端通过一次配风系统将抽采瓦斯的浓度降低到3％以下后再进行远距离输送，提高了瓦斯输送的安全性，减少了输送设备投资。
2)采用热逆流氧化装置氧化低浓度瓦斯制取高温热风代替传统的燃煤炉，即实现了煤矿瓦斯的利用，节约能源，同时减少了废气排放，降低对环境的污染。
3)在整个系统上设置故障传感器和温度传感器，用于连锁控制热逆流氧化设备和煤泥干燥系统，保障煤泥干燥系统的运行安全。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的安全连锁控制示意图。
其中1为抽采瓦斯管道，2为复合式阻火器，3为一次配风机，4为甲烷浓度传感器，5为掺混控制器，6为氧化装置送风机，7为热逆流氧化装置，8为高温热风管道，9为高温调节阀，10为调温箱，11为其它低温热源或空气管道，12为物料传感器，13为温度传感器，14为煤泥上料机，15为干燥滚筒，16为干燥系统引风机，17为压力传感器，18为低温出气管道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1、图2所示，一种煤矿低浓度瓦斯氧化制取高温热风及煤泥干燥工艺，包括低浓度瓦斯一次配风系统、瓦斯热逆流氧化制取高温热风系统、安全连锁控制系统。低浓度瓦斯一次配风系统包括抽采瓦斯管道1及其上面的复合式阻火器2、一次配风机3。所述的瓦斯热逆流氧化制取高温热风系统包括掺混控制器5、氧化装置送风机6、热逆流氧化装置7和高温热风管道8。所述的安全连锁控制系统包括安装在抽采瓦斯管道1上的甲烷浓度传感器4、安装在煤泥上料机上的物料传感器12、安装在滚筒入口的温度传感器13、安装在低温出气管道上的压力传感器17、安装在热逆流氧化装置高温热风出口的高温调节阀9以及控制器19和电源20等。
系统运行时，抽采瓦斯经过抽采瓦斯管道1送入复合式阻火器2，当甲烷浓度传感器4测得抽采瓦斯浓度高于控制器19的设定值时，控制器19发出指令控制一次配风机3开启，由一次配风机3将空气送入瓦斯管道。当甲烷浓度传感器4测得抽采瓦斯浓度低于控制器19的设定值时，控制器19发出指令控制一次配风机3停止运转。瓦斯气体经掺混控制器5调节后，经氧化装置送风机6送入热逆流氧化装置7氧化，氧化后产生的高温热风经高温热风管道8输送至高温调节阀9，经调节后的高温热风输送至调温箱10后与经其它低温热源或空气管道11送来的热风或空气混合，混合后的热风送至干燥滚筒15内用于湿煤泥烘干。用于湿煤泥烘干后的气体由干燥系统引风机16引出经低温出气管道18排出。将煤泥上料机14上的物料传感器12信号送入控制器19，经控制器19分析运算，当煤泥上料机14的物料低于整个煤泥干燥系统工艺要求时，控制器19发出指令控制高温调节阀9逐渐减小直至完全关闭。将干燥滚筒15前的温度传感器13送入控制器19，当温度传感器13的温度高于干燥滚筒15要求的温度值时，控制器19发出指令控制高温调节阀9逐渐减小直至完全关闭。当控制器19检测到低温出气管道18上的压力传感器17信号消失时，控制器19发出指令控制高温调节阀9直接关闭。
Claims (9)
1.一种煤矿低浓度瓦斯氧化制取高温热风及煤泥干燥工艺，其特征在于，包括依次连接的低浓度瓦斯一次配风子系统、瓦斯热逆流氧化制取高温热风子系统和安全连锁控制子系统；所述的瓦斯热逆流氧化制取高温热风子系统包括依次安装在抽采瓦斯管道上的掺混控制器、氧化装置送风机、热逆流氧化装置；所述的安全连锁控制子系统包括安装在煤泥上料机上的物料传感器、安装在干燥滚筒入口的温度传感器、安装在低温出气管道上的压力传感器、安装在热逆流氧化装置高温热风出口的高温调节阀以及控制器；所述的高温调节阀与干燥滚筒之间设有调温箱；
将煤矿低浓度瓦斯通过低浓度瓦斯一次配风子系统进行远距离输送，绕后通过掺混控制器后经氧化装置送风机将瓦斯送入热逆流氧化装置氧化产生高温热风，最后通过调温箱将其它低温热源或空气与热逆流氧化装置产生的高温热风进行混合后送入煤泥干燥滚筒用于烘干湿煤泥。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿低浓度瓦斯氧化制取高温热风及煤泥干燥工艺，其特征在于，所述的低浓度瓦斯一次配风子系统包括抽采瓦斯管道以及依次安装在抽采瓦斯管道上的复合式阻火器、一次配风机、甲烷浓度传感器，所述的复合式阻火器阻止系统中可能的火源传入抽采瓦斯管道，并通过甲烷浓度传感器测得的瓦斯浓度来控制一次配风机的运行，将瓦斯浓度控制在安全输送浓度以下，瓦斯输送的起始端和末端设置阻火设备，瓦斯输送沿途无需设置各种保护设备。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿低浓度瓦斯氧化制取高温热风及煤泥干燥工艺，其特征在于，所述的低浓度瓦斯一次配风子系统输送末端的瓦斯经掺混控制器二次调节控制后由送风机送入热逆流氧化装置氧化制取高温热风。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿低浓度瓦斯氧化制取高温热风及煤泥干燥工艺，其特征在于，在热逆流氧化装置高温热风出口设置发热高温调节阀，当煤泥干燥系统内煤泥上料机故障或干燥滚筒入口热风温度超过设定阈值，或者检测到干燥系统引风机故障时，系统自动将高温调节阀减小或关闭。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿低浓度瓦斯氧化制取高温热风及煤泥干燥工艺，其特征在于，
在干燥滚筒入口安装温度传感器用于检测入口热风温度；
在煤泥上料机上安装物料传感器用于检测煤泥上料机故障状态；
在煤泥干燥系统低温出气管道上安装压力传感器检测出风压力，当干燥滚筒热风温度高于控制器设定的数值、煤泥上料机故障或低温出气管道压力消失时，系统自动将高温调节阀关闭，保护煤泥干燥系统。
6.根据权利要求2所述的一种煤矿低浓度瓦斯氧化制取高温热风及煤泥干燥工艺，其特征在于，所述的控制器分别与物料传感器、温度传感器、压力传感器、高温调节阀、一次配风机、氧化装置送风机连接。
7.根据权利要求1所述的一种煤矿低浓度瓦斯氧化制取高温热风及煤泥干燥工艺，其特征在于，所述的热逆流氧化装置通过高温热风管道与高温调节阀连接。
8.根据权利要求1所述的一种煤矿低浓度瓦斯氧化制取高温热风及煤泥干燥工艺，其特征在于，所述的调温箱上设有低温热源或空气管道。
9.根据权利要求1所述的一种煤矿低浓度瓦斯氧化制取高温热风及煤泥干燥工艺，其特征在于，所述的安全连锁控制子系统还包括分别与控制器、一次配风机、氧化装置送风机和高温调节阀连接的电源模块。
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