CN108514810A - 一种瓦斯氧化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种瓦斯氧化系统，包括一次掺混风机、一次混合器、二次混合器、二次掺混风机、瓦斯氧化装置、主引风机、余热锅炉和锅炉引风机，一次混合器的第一空气入口与一次掺混风机的出口端连接，一次混合器的第一混合气体出口与二次混合器的混合气体入口连接，二次混合器的第二空气入口与二次掺混风机的出口端连接，二次混合器的第二混合气体出口通过瓦斯入口管道与瓦斯氧化装置连接，瓦斯氧化装置的高温管道与余热锅炉的高温烟气入口连接，锅炉引风机的入口端和二次掺混风机的入口端均与余热锅炉的低温烟气出口连接。本发明采用二级掺混，使得瓦斯经过两次与空气进行混合后才通入到瓦斯氧化装置内部，提高了瓦斯氧化装置的安全性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及瓦斯氧化技术领域，特别是涉及一种瓦斯氧化系统。
背景技术
超低浓瓦斯：特指甲烷浓度在0.3％～3％煤矿瓦斯。此浓度范围的瓦斯远低于爆炸极限浓度，在自然条件下无法燃烧。现有技术一般为一级瓦斯掺混，以控制瓦斯浓度，掺混后瓦斯浓度如果不准确，或者因为控制装置失灵瓦斯浓度失控，极易引发安全事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种瓦斯氧化系统，以解决上述现有技术存在的问题，使瓦斯氧化装置的可靠性和安全性得到极大提升。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种瓦斯氧化系统，包括一次掺混风机、一次混合器、二次混合器、二次掺混风机、瓦斯氧化装置、主引风机、余热锅炉和锅炉引风机，所述一次混合器的第一空气入口与所述一次掺混风机的出口端连接，所述一次混合器的低浓瓦斯入口用于通入低浓瓦斯，所述一次混合器的第一混合气体出口与所述二次混合器的混合气体入口连接，所述二次混合器的第二空气入口与所述二次掺混风机的出口端连接，所述二次混合器的第二混合气体出口通过瓦斯入口管道与所述瓦斯氧化装置连接，所述瓦斯氧化装置通过瓦斯出口管道与所述主引风机的入口端连接，所述瓦斯氧化装置的高温管道与所述余热锅炉的高温烟气入口连接，所述锅炉引风机的入口端和所述二次掺混风机的入口端均与所述余热锅炉的低温烟气出口连接，所述二次掺混风机的入口端与大气之间设有新风阀门。
优选地，所述一次混合器与所述二次混合器之间设有至少两个第一甲烷浓度传感器，所述二次混合器与所述瓦斯氧化装置的之间设有至少一个第二甲烷浓度传感器，所述第二甲烷浓度传感器与所述瓦斯氧化装置之间的所述瓦斯入口管道分为第一瓦斯入口管道和第二瓦斯入口管道，所述第一瓦斯入口管道与所述瓦斯氧化装置的左侧蓄热室连通，所述第二瓦斯入口管道与所述瓦斯氧化装置的右侧蓄热室连通。
优选地，所述第一瓦斯入口管道上设有第一入口切换阀，用于控制所述第一瓦斯入口管道与所述所述左侧蓄热室的通断，所述第二瓦斯入口管道上设有第二入口切换阀，用于控制所述第二瓦斯入口管道与所述右侧蓄热室的通断。
优选地，所述瓦斯出口管道包括第一瓦斯出口管道和第二瓦斯出口管道，所述第一瓦斯出口管道与所述左侧蓄热室连通，所述第二瓦斯出口管道与所述右侧蓄热室连通，所述第一瓦斯出口管道上设有第一出口切换阀，用于控制所述第一瓦斯出口管道与所述左侧蓄热室的通断，所述第二瓦斯出口管道上设有第二出口切换阀，用于控制所述第二瓦斯出口管道与所述右侧蓄热室的通断。
优选地，所述第一入口切换阀、所述第二入口切换阀、所述第一出口切换阀和所述第二出口切换阀定期自动换向，间隔时间为3min～30min，所述第一入口切换阀、所述第二入口切换阀、所述第一出口切换阀和所述第二出口切换阀执行切换动作时序如下：所述第二出口切换阀关闭到位后，所述第一入口切换阀关闭，同时所述第二入口切换阀开启，所述第一入口切换阀和所述第二入口切换阀均到位后，所述第一出口切换阀开启；再次换向时所述第一出口切换阀关闭到位后，所述第二入口切换阀关闭同时所述第一入口切换阀开启，所述第二入口切换阀和所述第一入口切换阀均到位后所述第二出口切换阀开启。
优选地，所述二次掺混风机与所述余热锅炉之间设有防冻循环烟气阀门；所述余热锅炉的低温烟气出口与所述锅炉引风机之间设有排烟调节阀。
优选地，所述主引风机和所述锅炉引风机均为变频风机，所述主引风机、所述锅炉引风机均与烟囱的入口连通。
优选地，所述二次掺混风机与所述烟囱之间的管道上设有紧急放散阀，所述紧急放散阀位于所述瓦斯氧化装置后侧，用于紧急情况下直接排放超低浓瓦斯。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明中的瓦斯氧化系统采用二级掺混，瓦斯首先在一次混合器内与新鲜空气进行混合，初步混合后的瓦斯在二次混合器内与新鲜空气进行二次混合，使得瓦斯是在经过两次与空气进行混合后才通入到瓦斯氧化装置内部的，无论任何一级掺混装置处于正常工作状态，都能保证氧化系统的安全运行，使得瓦斯氧化系统安全性得到极大提升，解决了瓦斯掺混和浓度控制的可靠性问题，提高了瓦斯氧化装置的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明瓦斯氧化系统的结构示意图；
其中：1-一次掺混风机，2-一次混合器，3-第一甲烷浓度传感器，4-二次混合器，5-二次掺混风机，6-新风阀门，7-瓦斯氧化装置，8-第一入口切换阀，9-第二入口切换阀，10-第一出口切换阀，11-第二出口切换阀，12-余热锅炉，13-排烟调节阀，14-锅炉引风机，15-紧急放散阀，16-防冻循环烟气阀门，17-主引风机，18-烟囱，19-第二甲烷浓度传感器，20-低浓瓦斯入口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种瓦斯氧化系统，以解决现有技术存在的问题，使瓦斯氧化装置的可靠性和安全性得到极大提升。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示：本实施例提供了一种瓦斯氧化系统，包括一次掺混风机1、一次混合器2、二次混合器4、二次掺混风机5、瓦斯氧化装置7、主引风机17、余热锅炉12和锅炉引风机14。
一次混合器2的第一空气入口与一次掺混风机1的出口端连接，一次混合器2的低浓瓦斯入口20用于通入低浓瓦斯，使得低浓瓦斯与部分新鲜空气在一次混合器2内得到充分混合，一次混合器2与二次混合器4之间设有两个第一甲烷浓度传感器3，两个第一甲烷浓度传感器3一用一备，用于检测初步混合后的瓦斯浓度，控制初步混合后的瓦斯浓度为3％～4％；一次混合器2的第一混合气体出口与二次混合器4的混合气体入口连接，二次混合器4的第二空气入口与二次掺混风机5的出口端连接，二次掺混风机5的入口端与大气之间设有新风阀门6，部分新鲜空气通过新风阀门6和二次掺混风机5与初步混合后的瓦斯在二次混合器4内再次混合，二次混合器4与瓦斯氧化装置7的之间设有一个第二甲烷浓度传感器19，用于检测二次混合后的瓦斯浓度，控制二次混合后瓦斯浓度控制为0.3％～3％，以确保瓦斯氧化装置7运行安全。
二次混合器4的第二混合气体出口通过瓦斯入口管道与瓦斯氧化装置7连接，瓦斯氧化装置7通过瓦斯出口管道与主引风机17的入口端连接，主引风机17优选为变频风机，用于对瓦斯氧化装置7的排放烟气流量进行变频调节。瓦斯氧化装置7的高温管道与余热锅炉12的高温烟气入口连接，锅炉引风机14的入口端和二次掺混风机5的入口端均与余热锅炉12的低温烟气出口连接，锅炉引风机14优选为变频风机，用于对进入余热锅炉12的高温烟气流量进行变频调节。主引风机17和锅炉引风机14均与烟囱18的入口连通，低温烟气依次通过主引风机17和烟囱18排入大气，部分高温烟气从瓦斯氧化装置7的高温烟道进入余热锅炉12，烟气在余热锅炉12中降温后依次通过排烟调节阀13、锅炉引风机14和烟囱18排入大气。
第二甲烷浓度传感器19与瓦斯氧化装置7之间的瓦斯入口管道分为第一瓦斯入口管道和第二瓦斯入口管道，第一瓦斯入口管道与瓦斯氧化装置7的左侧蓄热室连通，第二瓦斯入口管道与瓦斯氧化装置7的右侧蓄热室连通。第一瓦斯入口管道上设有第一入口切换阀8，用于控制第一瓦斯入口管道与所述左侧蓄热室的通断，第二瓦斯入口管道上设有第二入口切换阀8，用于控制第二瓦斯入口管道与右侧蓄热室的通断。
瓦斯出口管道包括第一瓦斯出口管道和第二瓦斯出口管道，第一瓦斯出口管道与左侧蓄热室连通，第二瓦斯出口管道与右侧蓄热室连通，第一瓦斯出口管道上设有第一出口切换阀10，用于控制第一瓦斯出口管道与左侧蓄热室的通断，第二瓦斯出口管道上设有第二出口切换阀11，用于控制第二瓦斯出口管道与右侧蓄热室的通断。第一入口切换阀8、第二入口切换阀9、第一出口切换阀10和第二出口切换阀11均优选采用电动蝶阀。
第一入口切换阀8、第二入口切换阀9、第一出口切换阀10和第二出口切换阀11定期自动换向，间隔时间为3min～30min，第一入口切换阀8、第二入口切换阀9、第一出口切换阀10和第二出口切换阀11执行切换动作时序如下：第二出口切换阀11关闭到位后，第一入口切换阀8关闭，同时第二入口切换阀9开启，第一入口切换阀8和第二入口切换阀9均到位后，第一出口切换阀10开启；再次换向时，第一出口切换阀10关闭到位后，第二入口切换阀9关闭，同时第一入口切换阀8开启，第二入口切换阀9和第一入口切换阀8均到位后，第二出口切换阀11开启。
二次掺混风机5与余热锅炉12之间设有防冻循环烟气阀门16；余热锅炉12的低温烟气出口与锅炉引风机14之间设有排烟调节阀13，排烟调节阀13设置于余热锅炉12和防冻循环烟气阀门16的连接处的后侧；二次掺混风机5与烟囱18之间的管道上设有紧急放散阀15，紧急放散阀15位于瓦斯氧化装置7的后侧，并设置于第二入口切换阀9和烟囱18之间的管道上，用于紧急情况下直接排放超低浓瓦斯。在春、夏、秋三个季节，新风阀门6和排烟调节阀13全开，防冻循环烟气阀门16全关，二次掺混风全部为新鲜空气；在寒冷的冬季，根据实际情况控制新风阀门6、排烟调节阀13和防冻循环烟气阀门16的开度，适当关闭新风阀门6和排烟调节阀13，如分别关闭新风阀门6和排烟调节阀13的2/3，适当开启防冻循环烟气阀门16，如开启防冻循环烟气阀门16的1/3，抽取部分余热锅炉12排出的低温烟气进入二次混合器4及瓦斯氧化装置7的瓦斯入口管道，防止瓦斯管道冬季结冰。
如果没有管道防冻措施，冬季管道结冰极易引发安全事故。如果采用其它伴热方式，如电伴热、蒸汽伴热，需要额外的伴热设备投资和额外的伴热能源消耗。本实施例使用部分排放烟气解决管道防冻问题，除了循环烟气阀门没有增加其它伴热设备投资，节约成本，且使用排放烟气余热解决管道防冻问题，不仅没有伴热能源消耗，而且使烟气余热得到循环利用，节能减排，大大降低了整个系统的运行成本。
当仅采用一级瓦斯掺混装置时，掺混装置失控，混合后瓦斯浓度超过5％，极大可能导致安全事故，发生此种事件的概率为0.1％，如果再增加一套掺混装置，串联使用，两套掺混装置失控的概率为0.1％×0.1％＝0.0001％。因此，采用二级掺混装置，氧化系统安全性得到极大提升。本实施例中的瓦斯氧化系统采用二级掺混，瓦斯首先在一次混合器2内与新鲜空气进行混合，将初步混合后的瓦斯与新鲜空气通入二次混合器4内，初步混合后的瓦斯与新鲜空气进行二次混合，使得瓦斯是在经过两次与空气进行混合后才通入到瓦斯氧化装置7内部的，无论任何一级掺混装置处于正常工作状态，都能保证瓦斯氧化系统的安全运行，使得瓦斯氧化系统安全性得到极大提升，解决了瓦斯掺混和浓度控制的可靠性问题，提高了瓦斯氧化装置7的可靠性。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种瓦斯氧化系统，其特征在于：包括一次掺混风机、一次混合器、二次混合器、二次掺混风机、瓦斯氧化装置、主引风机、余热锅炉和锅炉引风机，所述一次混合器的第一空气入口与所述一次掺混风机的出口端连接，所述一次混合器的低浓瓦斯入口用于通入低浓瓦斯，所述一次混合器的第一混合气体出口与所述二次混合器的混合气体入口连接，所述二次混合器的第二空气入口与所述二次掺混风机的出口端连接，所述二次混合器的第二混合气体出口通过瓦斯入口管道与所述瓦斯氧化装置连接，所述瓦斯氧化装置通过瓦斯出口管道与所述主引风机的入口端连接，所述瓦斯氧化装置的高温管道与所述余热锅炉的高温烟气入口连接，所述锅炉引风机的入口端和所述二次掺混风机的入口端均与所述余热锅炉的低温烟气出口连接，所述二次掺混风机的入口端与大气之间设有新风阀门。
2.根据权利要求1所述的瓦斯氧化系统，其特征在于：所述一次混合器与所述二次混合器之间设有至少两个第一甲烷浓度传感器，所述二次混合器与所述瓦斯氧化装置的之间设有至少一个第二甲烷浓度传感器，所述第二甲烷浓度传感器与所述瓦斯氧化装置之间的所述瓦斯入口管道分为第一瓦斯入口管道和第二瓦斯入口管道，所述第一瓦斯入口管道与所述瓦斯氧化装置的左侧蓄热室连通，所述第二瓦斯入口管道与所述瓦斯氧化装置的右侧蓄热室连通。
3.根据权利要求2所述的瓦斯氧化系统，其特征在于：所述第一瓦斯入口管道上设有第一入口切换阀，用于控制所述第一瓦斯入口管道与所述所述左侧蓄热室的通断，所述第二瓦斯入口管道上设有第二入口切换阀，用于控制所述第二瓦斯入口管道与所述右侧蓄热室的通断。
4.根据权利要求3所述的瓦斯氧化系统，其特征在于：所述瓦斯出口管道包括第一瓦斯出口管道和第二瓦斯出口管道，所述第一瓦斯出口管道与所述左侧蓄热室连通，所述第二瓦斯出口管道与所述右侧蓄热室连通，所述第一瓦斯出口管道上设有第一出口切换阀，用于控制所述第一瓦斯出口管道与所述左侧蓄热室的通断，所述第二瓦斯出口管道上设有第二出口切换阀，用于控制所述第二瓦斯出口管道与所述右侧蓄热室的通断。
5.根据权利要求4所述的瓦斯氧化系统，其特征在于：所述第一入口切换阀、所述第二入口切换阀、所述第一出口切换阀和所述第二出口切换阀定期自动换向，间隔时间为3min～30min，所述第一入口切换阀、所述第二入口切换阀、所述第一出口切换阀和所述第二出口切换阀执行切换动作时序如下：所述第二出口切换阀关闭到位后，所述第一入口切换阀关闭，同时所述第二入口切换阀开启，所述第一入口切换阀和所述第二入口切换阀均到位后，所述第一出口切换阀开启；再次换向时所述第一出口切换阀关闭到位后，所述第二入口切换阀关闭同时所述第一入口切换阀开启，所述第二入口切换阀和所述第一入口切换阀均到位后所述第二出口切换阀开启。
6.根据权利要求1所述的瓦斯氧化系统，其特征在于：所述二次掺混风机与所述余热锅炉之间设有防冻循环烟气阀门；所述余热锅炉的低温烟气出口与所述锅炉引风机之间设有排烟调节阀。
7.根据权利要求1所述的瓦斯氧化系统，其特征在于：所述主引风机和所述锅炉引风机均为变频风机，所述主引风机、所述锅炉引风机均与烟囱的入口连通。
8.根据权利要求7所述的瓦斯氧化系统，其特征在于：所述二次掺混风机与所述烟囱之间的管道上设有紧急放散阀，所述紧急放散阀位于所述瓦斯氧化装置后侧，用于紧急情况下直接排放超低浓瓦斯。
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