CN111137685B - 一种用于热氧化的煤矿抽采瓦斯混配空气输送装置及方法 - Google Patents
一种用于热氧化的煤矿抽采瓦斯混配空气输送装置及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于热氧化的煤矿抽采瓦斯混配空气输送装置及方法。其技术方案是：将抽采瓦斯汇集到一根瓦斯母管内，抽采泵站侧依次连接干湿复合阻火泄爆器和一次混配器，控制瓦斯浓度低于3%；在氧化站侧的瓦斯母管连接的干湿复合放散器用于放散瓦斯保护抽采瓦斯泵，二次混配器将经由干湿复合放散器等由风机负压连同空气吸收并进行第二次混配，控制瓦斯浓度低于1.2%。有益效果是：一是瓦斯浓度的波动峰谷相互消抵，保证起始端瓦斯不会出现大幅度波动，保证氧化装置安全运行。二是抽采瓦斯二次混配空气，每次都将瓦斯浓度控制在瓦斯爆炸下限（5%）以内，两次混配互为备用，并且一次混配距热氧化设备远，给监测保护留出响应时间，安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种环境保护和清洁能源利用的工艺与设备，特别涉及一种用于热氧化的煤矿抽采瓦斯混配空气输送装置及方法。
背景技术
当前我国煤矿瓦斯利用还处在起步阶段，利用率普遍偏低。2016年，我国井下瓦斯抽采量128亿m3、利用量48亿m3，利用率偏低，仅为37.5%。据不完全统计，甲烷浓度30%以上的高浓度抽采瓦斯约占井下抽采瓦斯总量的44%，主要用于内燃机发电和民用燃料，少量用于制LNG、CNG等，利用率约60%；甲烷浓度10%～30%的低浓度抽采瓦斯约占29%，主要用于低浓度瓦斯内燃机发电，利用率约27%；甲烷浓度10%以下的约占27%，利用很少。可见甲烷浓度低于30%、特别是低于10%的低浓度抽采瓦斯在抽采瓦斯总量中占比大，利用率低，导致我国煤矿瓦斯整体利用率低下。
早在2006年，胜利油田胜利动力机械集团有限公司与山东理工大学产学研合作开始煤矿风排瓦斯的蓄热式逆流氧化技术研究，2010年5月通过国家能源局组织的技术鉴定。浓度大于0.3%的风排瓦斯即可维持氧化过程持续进行，该技术即单独氧化这种浓度的风排瓦斯，也与抽采瓦斯混配进行氧化，还可以将抽采瓦斯混配空气进行氧化。蓄热式逆流氧化技术最大的特点是排气无氮氧化物，环保优势突出。目前国内已建成数十个瓦斯（风排瓦斯）氧化利用项目，这些项目在抽采瓦斯输送及与空气或风排瓦斯掺混方面，大都采用现行国家安全生产行业标准所规定或推荐的细水雾输送、喷粉抑爆、两相流中的一种方式。目前仅有安徽淮南丁集煤矿瓦斯氧化烘干煤泥项目采用了“抽采瓦斯在抽采泵站和瓦斯氧化站两端各混配一次空气的方式输送与掺混”技术路线，使用效果很好。抽采瓦斯用于氧化装置时输送与掺混的其它方式不同程度地存在一些安全隐患，在现有的两个瓦斯氧化项目的运行中，曾发生过4次氧化装置闪爆事故，造成了一定经济损失，在业内产生了不好的影响。
当前，我国的节能环保意识进一步加强，原来瓦斯内燃机发电的尾气排放和传统瓦斯锅炉的尾气排放氮氧化物超标等问题显现，煤炭企业燃煤锅炉强制停用等，这些因素给瓦斯氧化带来了市场前景，目前国内外对煤矿瓦斯氧化和能量回收利用项目越来越关注。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种用于热氧化的煤矿抽采瓦斯混配空气输送装置及方法，将抽采瓦斯分别在抽采泵站和氧化站两侧各进行一次抽采瓦斯与空气混配，抽采泵站侧第一次混配将瓦斯浓度控制在3%以下，氧化站侧第二次混配将瓦斯浓度控制在1.2%以下，抽采瓦斯的二次混配都避开瓦斯爆炸极限5%～15%，并有一定的安全裕度，保证氧化装置安全运行。
本发明提到的一种用于热氧化的煤矿抽采瓦斯混配空气输送装置，其技术方案是：包括第一瓦斯压力监测仪（5）、第一干湿复合阻火泄爆器（6）、一次混配器（7）、第一瓦斯浓度监测仪（8）、瓦斯母管（9）、第二干湿复合阻火泄爆器（10）、第一电动调节阀（11）、第二瓦斯压力监测仪（12）、干湿复合放散器（13）、第二电动调节阀（14）、电磁快速切断阀（15）、二次混配器（16）、第二瓦斯浓度监测仪（17）、风机（18），通过手动阀门将两套或两套以上抽采瓦斯泵的抽采瓦斯汇集到一根瓦斯母管（9）内，抽采泵站侧的瓦斯母管（9）依次连接第一干湿复合阻火泄爆器（6）和一次混配器（7），所述第一干湿复合阻火泄爆器（6）采用水封和不锈钢丝绒分别作为湿式和干式阻火介质，两者结合在一起使用各自的阻火功能相互提升，且内部设置导流泄爆管使泄爆顺畅；所述一次混配器（7）控制瓦斯浓度低于3%；
在氧化站侧的瓦斯母管（9）依次连接第二干湿复合阻火泄爆器（10）、干湿复合放散器（13）、第二电动调节阀（14）、电磁快速切断阀（15）、二次混配器（16）和风机（18），所述干湿复合放散器（13）用于放散瓦斯保护抽采瓦斯泵，二次混配器（16）将经由干湿复合放散器（13）、第二电动调节阀（14）、电磁快速切断阀（15）的一次混配瓦斯由风机（18）负压连同空气吸收并进行第二次混配，控制瓦斯浓度低于1.2%，风机停运时，一次混配瓦斯通过二次混配器自然放空。
优选的，位于干湿复合阻火泄爆器（10）之后的瓦斯母管（9）上，设有与干湿复合放散器（13）并联的第一电动调节阀（11），可用于旁通富余一次混配瓦斯。
优选的，上述第一干湿复合阻火泄爆器（6）包括下多孔板（6.2）、不锈钢丝绒阻火芯（6.3）、上多孔板（6.4）、进气弯管（6.5）、金属结构体（6.6）、泄爆片（6.7）、出气弯管（6.8）、补水开关（6.9）、补水阀（6.10）、放水阀（6.11）、泄爆器储水（6.12），所述金属结构体（6.6）的一侧设有进气弯管（6.5），另一侧设有出气弯管（6.8），金属结构体（6.6）的底部装有泄爆器储水（6.12），在金属结构体（6.6）的中下部设有下多孔板（6.2）、不锈钢丝绒阻火芯（6.3）和上多孔板（6.4），且位于泄爆器储水（6.12）的上方；在金属结构体（6.6）的顶部设有泄爆片（6.7），金属结构体（6.6）的底部设有放水阀（6.11），在下多孔板（6.2）的下侧设有补水开关（6.9）。
优选的，上述进气弯管（6.5）的出口设置在泄爆器储水（6.12）内，抽采瓦斯通过进气弯管（6.5）进入泄爆器储水（6.12）内；所述出气弯管（6.8）的进口设置在金属结构体（6.6）的内腔上部。
优选的，上述一次混配器（7）包括引射器（7.1）、调节阀门（7.2）、轴流风机（7.3）和空气进气管（7.4），所述引射器（7.1）的一端为进气口，另一端为出气口，在靠近进气口的上部设有空气进气管（7.4），在空气进气管（7.4）外连接调节阀门（7.2）和轴流风机（7.3），根据一次混配瓦斯浓度的要求，调节阀门（7.2）和轴流风机（7.3）开始动作，实现混配瓦斯浓度可控。
优选的，上述干湿复合放散器（13）包括瓦斯限压管（13.2）、液位计（13.3）、放散器本体（13.4）、瓦斯旁通接管（13.5）、干式阻火器（13.6）、放散器储水（13.8）、放水阀（13.10），放散器本体（13.4）内腔设有瓦斯限压管（13.2），且瓦斯限压管（13.2）为三通结构，一端为进气口，另一端为出气口，在中间设有第三通气口，第三通气口插入放散器本体（13.4）内腔底部的放散器储水（13.8）中，放散器本体（13.4）底部设有放水阀（13.10），在放散器本体（13.4）的顶部设有干式阻火器（13.6）和出口，在放散器本体（13.4）的上部设有瓦斯旁通接管（13.5）。
优选的，上述放散器本体（13.4）的底部设有温度监测仪（13.1）和加热器（13.9），在放散器本体（13.4）的中上部设有补水阀（13.7）。
优选的，上述二次混配器（16）包括进气管（16.1）、混配箱（16.2）、混配管（16.3）、导流上盖（16.4）、排水阀（16.5）、出气管（16.6），所述混配箱（16.2）的一端设有进气管（16.1），另一端设有出气管（16.6），混配箱（16.2）的上部设有混配管（16.3），混配管（16.3）的上侧设有进气孔隙（16.7），在混配管（16.3）的顶部设有导流上盖（16.4），所述进气管（16.1）为弯管，弯管的出口位于混配管（16.3）的内腔上部，在风机（18）的负压作用下，空气从混配管（16.3）上端的进气孔隙（16.7）吸入内部与一次混配瓦斯混合，经混配箱（16.2）的出气管（16.6）流出，一次混配瓦斯中水累积后从混配箱（16.2）下端的排水阀（16.5）排出。
本发明提到的用于热氧化的煤矿抽采瓦斯混配空气输送方法，包括以下过程：
在抽采瓦斯泵的作用下，两路或两路以上抽采瓦斯汇集到一根瓦斯母管（9）后，经过第一干湿复合阻火泄爆器（6）进入由引射原理制造的一次混配器（7），将空气引入并与抽采瓦斯均匀混配；根据第一瓦斯浓度监测仪（8）检测的瓦斯浓度来调节一次混配器（7），从而保证一次混配后的瓦斯浓度低于3%；
经过瓦斯母管（9）将一次混配后的瓦斯输送到氧化站侧，依次进入氧化站侧的第二干湿复合阻火泄爆器（10）、干湿复合放散器（13）、第二电动调节阀（14）、电磁快速切断阀（15）和二次混配器（16），在风机（18）的负压作用下，将一次混配的瓦斯在二次混配器（16）内与空气进行二次混配，由设置在瓦斯母管（9）上的第二电动调节阀（14）控制瓦斯浓度在1.2%以下，然后二次混配瓦斯进入后序氧化装置进行热氧化工艺；
富余的一次混配瓦斯则第一电动调节阀（11）在干湿复合放散器（13）放空，放空时一次混配瓦斯经过干湿复合放散器（13）内的干式阻火层；在瓦斯浓度失控事故发生时，由设置在二次混配器（16）前的电磁快速切断阀（15）关断瓦斯供给。
优选的，上述的第一干湿复合阻火泄爆器（6）和第二干湿复合阻火泄爆器（10）采用水封和不锈钢丝绒分别作为湿式和干式阻火介质，两者结合在一起使用各自的阻火功能相互提升，另外，内部设置泄爆片，使泄爆顺畅。
本发明与现有技术相比，其有益效果如下：
1、安全可靠
与现有采用细水雾输送、自动喷粉抑爆、两相流输送后掺混空气用于氧化装置技术相比，安全性提高，基本实现“本质安全”；现有方式是将煤矿抽采低浓度瓦斯用于内燃机发电使用的三种方式，内燃机抗爆能力远高于氧化装置，而且内燃机本身就是靠缸内爆炸做功的设备，进入氧化装置的瓦斯浓度控制要求非常严格，一旦超标进入爆炸极限范围就会出现闪爆事故，对人身和财产安全造成重大威胁；据了解，目前在世界范围内瓦斯浓度分析仪响应速度最快是1.0秒，从管道取瓦斯到分析处理再到执行机构动作，实耗时间都一般是十几秒到几十秒；当抽采瓦斯浓度大幅度突变时，无法实现进入氧化装置内的瓦斯浓度进行可靠控制，瓦斯分析监测仪是精密仪器，保养维护要求严格，实际使用中的可靠性也存在一些问题；本发明将抽采泵站内的两套及以上抽采泵的瓦斯汇集，瓦斯浓度的波动峰谷相互消抵，保证起始端瓦斯不会出现大幅度波动至爆炸极限；在抽采泵站侧设置一次混配并布置瓦斯分析监测仪，距离氧化装置远，给监控留足响应时间；抽采瓦斯一次混配空气和二次混配空气可相互作为补位，一个有误另一个也能在一定程度上保证进入氧化装置的瓦斯浓度不会进入爆炸极限；
2、经济性好
一是初始投资少，相比原来细水雾、两相流和自动喷粉系统输送掺混方式，没有水循环系统，设备少、环节少。缺点是输送管道直径大，管道费用稍高；二是基本没有能耗，从抽采泵站到二次混配器之间，仅有一次混配器使用的空气风机动力，当抽采瓦斯浓度较低时可不启用，现有三种方式中有两种存在循环水泵的电耗。
附图说明
图1是本发明的一种实施例工艺与设备流程示意图；
图2是本发明的干湿复合阻火泄爆器结构示意图；
图3是本发明的一次混配器结构示意图；
图4是本发明的干湿放散器结构示意图；
图5是本发明的二次混配器结构示意图；
上图中：第一手动阀门1、第二手动阀门2、第三手动阀门3、第四手动阀门4、第一瓦斯压力监测仪5、第一干湿复合阻火泄爆器6、一次混配器7、第一瓦斯浓度监测仪8、瓦斯母管9、第二干湿复合阻火泄爆器10、第一电动调节阀11、第二瓦斯压力监测仪12、干湿复合放散器13、第二电动调节阀14、电磁快速切断阀15、二次混配器16、第二瓦斯浓度监测仪17、风机18；
液位计6.1、下多孔板6.2、不锈钢丝绒阻火芯6.3、上多孔板6.4、进气弯管6.5、金属结构体6.6、泄爆片6.7、出气弯管6.8、补水开关6.9、补水阀6.10、放水阀6.11、泄爆器储水6.12，引射器7.1、调节阀门7.2、轴流风机7.3，温度监测仪13.1、瓦斯限压管13.2、液位计13.3、放散器本体13.4、瓦斯旁通接管13.5、干式阻火器13.6、补水阀13.7、放散器储水13.8、加热器13.9、放水阀13.10，进气管16.1、混配箱16.2、混配管16.3、导流上盖16.4、排水阀16.5、出气管16.6、进气孔隙16.7。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，参照附图1，本发明提到的一种用于热氧化的煤矿抽采瓦斯混配空气输送装置，其技术方案是：包括第一瓦斯压力监测仪5、第一干湿复合阻火泄爆器6、一次混配器7、第一瓦斯浓度监测仪8、瓦斯母管9、第二干湿复合阻火泄爆器10、第一电动调节阀11、第二瓦斯压力监测仪12、干湿复合放散器13、第二电动调节阀14、电磁快速切断阀15、二次混配器16、第二瓦斯浓度监测仪17、风机18，通过手动阀门将两套或两套以上抽采瓦斯泵的抽采瓦斯汇集到一根瓦斯母管9内，抽采泵站侧的瓦斯母管9依次连接第一干湿复合阻火泄爆器6和一次混配器7，所述第一干湿复合阻火泄爆器6采用水封和不锈钢丝绒分别作为湿式和干式阻火介质，两者结合在一起使用各自的阻火功能相互提升，且内部设置导流泄爆管使泄爆顺畅；所述一次混配器7控制瓦斯浓度低于3%；
在氧化站侧的瓦斯母管9依次连接第二干湿复合阻火泄爆器10、干湿复合放散器13、第二电动调节阀14、电磁快速切断阀15、二次混配器16和风机18，所述干湿复合放散器13用于放散瓦斯保护抽采瓦斯泵，二次混配器16将经由干湿复合放散器13、第二电动调节阀14、电磁快速切断阀15的一次混配瓦斯由风机18负压连同空气吸收并进行第二次混配，控制瓦斯浓度低于1.2%，风机停运时，一次混配瓦斯通过二次混配器自然放空。
优选的，位于干湿复合阻火泄爆器10之后的瓦斯母管9上，设有与干湿复合放散器13并联的第一电动调节阀11，可用于旁通富余一次混配瓦斯。
第一干湿复合阻火泄爆器6是保护抽采瓦斯泵的设备，一次混配器7实现瓦斯第一次混配空气。第一瓦斯浓度监测仪8监测一次混配瓦斯浓度是否小于3%。瓦斯母管9将抽采泵站瓦斯输送到氧化站；第二干湿复合阻火泄爆器10是阻止可能的爆炸火焰和冲击波向抽采泵站传播的设备。第一电动调节阀11将富余的一次混配瓦斯排空。第二瓦斯压力监测仪12监测抽采瓦斯从抽采泵站输送过程中的压力损失。干湿复合放散器13实现当出现紧急情况时电磁快速切断阀15关断后，瓦斯母管压力超限时放散瓦斯，避免抽采瓦斯“憋泵”现象。第二电动调节阀14调节控制用于氧化装置的瓦斯量，保证二次混配后的瓦斯浓度不超过1.2%。二次混配器16实现第二次混配空气，在控制系统失灵等异常情况发生时，风机断电停运后瓦斯从此排空，保护氧化装置免于闪爆事故的发生。第二瓦斯浓度监测仪17监测二次混配空气后的瓦斯浓度是否小于1.2%。风机18是一次混配后的瓦斯与空气进行二次混配的动力，并将二次混配后的瓦斯送给氧化装置氧化。
参照附图2，第一干湿复合阻火泄爆器6或第二干湿复合阻火泄爆器10包括下多孔板6.2、不锈钢丝绒阻火芯6.3、上多孔板6.4、进气弯管6.5、金属结构体6.6、泄爆片6.7、出气弯管6.8、补水开关6.9、补水阀6.10、放水阀6.11、泄爆器储水6.12，所述金属结构体6.6的一侧设有进气弯管6.5，另一侧设有出气弯管6.8，金属结构体6.6的底部装有泄爆器储水6.12，在金属结构体6.6的中下部设有下多孔板6.2、不锈钢丝绒阻火芯6.3和上多孔板6.4，且位于泄爆器储水6.12的上方；在金属结构体6.6的顶部设有泄爆片6.7，金属结构体6.6的底部设有放水阀6.11，在下多孔板6.2的下侧设有补水开关6.9。
优选的，上述进气弯管6.5的出口设置在泄爆器储水6.12内，抽采瓦斯通过进气弯管6.5进入泄爆器储水6.12内；所述出气弯管6.8的进口设置在金属结构体6.6的内腔上部。
抽采瓦斯从进气弯管6.5进入水6.12内后再通过不锈钢丝绒阻火芯6.3进入金属结构体6.6内腔，从出气弯管6.8的上端进入出气弯管后流出第一干湿阻火泄爆器6；下多孔板6.2和上多孔板6.4将不锈钢丝绒阻火芯约束在它们之间的空间内，压制瓦斯气流引起的水面波峰，防止瓦斯进气口与出气口直接连通，保证水封阻火功能，并且抽采瓦斯从此通过所带出的水大部分分离回流下去。瓦斯携带的水经过不锈钢丝绒阻火芯6.3时，还增强了不锈钢丝绒的“冷壁淬熄”阻火功能。补水开关6.9根据设定的水位自动补水，维持水面恒定，液位计6.1显示干湿复合阻火泄爆器内水位高度，冬季长期不使用时，内部的水由放水阀6.11排净，当瓦斯管道内出现爆炸事故时，爆炸的冲击波由出气弯管6.8引导向上，冲开泄爆片6.7进行泄爆，保护干湿复合阻火泄爆器本体。
参照附图3，本发明的一次混配器7包括引射器7.1、调节阀门7.2、轴流风机7.3和空气进气管7.4，所述引射器7.1的一端为进气口，另一端为出气口，在靠近进气口的上部设有空气进气管7.4，在空气进气管7.4外连接调节阀门7.2和轴流风机7.3，根据一次混配瓦斯浓度的要求，调节阀门7.2和轴流风机7.3开始动作，实现混配瓦斯浓度可控；当抽采瓦斯浓度较高，可通过启动和改变轴流风机7.3的转速来调节。
参照附图4，本发明的干湿复合放散器13包括瓦斯限压管13.2、液位计13.3、放散器本体13.4、瓦斯旁通接管13.5、干式阻火器13.6、放散器储水13.8、放水阀13.10，放散器本体13.4内腔设有瓦斯限压管13.2，且瓦斯限压管13.2为三通结构，一端为进气口，另一端为出气口，在中间设有第三通气口，第三通气口插入放散器本体13.4内腔底部的放散器储水13.8中，放散器本体13.4底部设有放水阀13.10，在放散器本体13.4的顶部设有干式阻火器13.6和出口，在放散器本体13.4的上部设有瓦斯旁通接管13.5。
优选的，上述放散器本体13.4的底部设有温度监测仪13.1和加热器13.9，在放散器本体13.4的中上部设有补水阀13.7。
一次混配瓦斯由瓦斯限压管13.2进出，在瓦斯母管内形成的瓦斯正压，将瓦斯限压管内的部分水13.8向下压入外围的放散器本体13.4内使其水面上升，内外水面高度差就是瓦斯母管内的瓦斯压力。当一次混配瓦斯压力超设定限值时，即瓦斯限压管13.2内的水面下移出最下端，一次混配瓦斯从此流出，通过水封进入放散器本体13.4内，再通过干式阻火器13.6外排大气。如抽采瓦斯富余，则进入瓦斯旁通接管13.5放散器本体13.4上端，通过干式阻火器13.6外排大气。补水阀13.7和放水阀13.10用来调节保证水位，设定瓦斯母管压力。温度监测仪13.1和加热器13.9是保证冬季寒冷地区使用时，防止干湿复合放散器内部结冰。
参照附图5，本发明的二次混配器16包括进气管16.1、混配箱16.2、混配管16.3、导流上盖16.4、排水阀16.5、出气管16.6，所述混配箱16.2的一端设有进气管16.1，另一端设有出气管16.6，混配箱16.2的上部设有混配管16.3，混配管16.3的上侧设有进气孔隙16.7，在混配管16.3的顶部设有导流上盖16.4，所述进气管16.1为弯管，弯管的出口位于混配管16.3的内腔上部，在风机18的负压作用下，空气从混配管16.3上端的进气孔隙16.7吸入内部与一次混配瓦斯混合，经混配箱16.2的出气管16.6流出，一次混配瓦斯中水累积后从混配箱16.2下端的排水阀16.5排出。
一次混配瓦斯通过进气管16.1进入并导向混配管16.3上方内部，在风机负压作用下，空气从混配管16.3上端的孔隙吸入内部与一次混配瓦斯混合，经混配箱16.2出气口流出；一次混配瓦斯中水累积后从混配箱16.2下端的排水阀16.5排出，当风机停运后，一次混配瓦斯从混配管16.3的上端孔隙自然排入大气，保障一次混配瓦斯不会在没有空气的情况下单独进入氧化装置而引起闪爆事故，导流上盖16.4是锥形结构，其作用是当风机停运后引导一次混配瓦斯外排，或一旦氧化装置侧有闪爆事故，压力冲击会顺利由此导流释放，保护二次混配器。
本发明提到的用于热氧化的煤矿抽采瓦斯混配空气输送方法，包括以下过程：
在抽采瓦斯泵的作用下，两路或两路以上抽采瓦斯汇集到一根瓦斯母管9后，经过第一干湿复合阻火泄爆器6进入由引射原理制造的一次混配器7，将空气引入并与抽采瓦斯均匀混配；根据第一瓦斯浓度监测仪8检测的瓦斯浓度来调节一次混配器7，从而保证一次混配后的瓦斯浓度低于3%；
经过瓦斯母管9将一次混配后的瓦斯输送到氧化站侧，依次进入氧化站侧的第二干湿复合阻火泄爆器10、干湿复合放散器13、第二电动调节阀14、电磁快速切断阀15和二次混配器16，在风机18的负压作用下，将一次混配的瓦斯在二次混配器16内与空气进行二次混配，由设置在瓦斯母管9上的第二电动调节阀14控制瓦斯浓度在1.2%以下，然后二次混配瓦斯进入后序氧化装置进行热氧化工艺；
富余的一次混配瓦斯则第一电动调节阀11在干湿复合放散器13放空，放空时一次混配瓦斯经过干湿复合放散器13内的干式阻火层；在瓦斯浓度失控事故发生时，由设置在二次混配器16前的电磁快速切断阀15关断瓦斯供给。
上述的第一干湿复合阻火泄爆器6和第二干湿复合阻火泄爆器10采用水封和不锈钢丝绒分别作为湿式和干式阻火介质，两者结合在一起使用各自的阻火功能相互提升，另外，内部设置泄爆片，使泄爆顺畅。
本发明将2套或2以上抽采瓦斯泵的抽采瓦斯汇集，降低了由于瓦斯突变对氧化装置造成闪爆的风险。抽采泵站侧和氧化站侧各进行一次空气混配，相互补位，提高了瓦斯输送和掺混的安全性；一次混配器利用抽采瓦斯泵作动力，方便节能。二次混配的动力来自风机形成的负压，二次混配器具有自然放散瓦斯的功能，安全可靠。在抽采泵站侧进行一次混配并监控瓦斯浓度，由于距离氧化装置远，给瓦斯浓度监控留足时间。干湿复合放散器避免抽采瓦斯泵“憋泵”事故的发生。分别在抽采泵站侧和氧化站侧设置干湿复合阻火泄爆器，保护抽采瓦斯泵站安全。
本发明的抽采泵站侧第一次混配将瓦斯浓度控制在3%以下，氧化站侧第二次混配将瓦斯浓度控制在1.2%以下。抽采瓦斯的二次混配都避开瓦斯爆炸极限5%～15%，并有一定的安全裕度，保证后序的氧化装置安全运行。
以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。
Claims (7)
1.一种用于热氧化的煤矿抽采瓦斯混配空气输送装置，其特征是：包括第一瓦斯压力监测仪（5）、第一干湿复合阻火泄爆器（6）、一次混配器（7）、第一瓦斯浓度监测仪（8）、瓦斯母管（9）、第二干湿复合阻火泄爆器（10）、第一电动调节阀（11）、第二瓦斯压力监测仪（12）、干湿复合放散器（13）、第二电动调节阀（14）、电磁快速切断阀（15）、二次混配器（16）、第二瓦斯浓度监测仪（17）、风机（18），通过手动阀门将两套或两套以上抽采瓦斯泵的抽采瓦斯汇集到一根瓦斯母管（9）内，抽采泵站侧的瓦斯母管（9）依次连接第一干湿复合阻火泄爆器（6）和一次混配器（7），所述第一干湿复合阻火泄爆器（6）采用水封和不锈钢丝绒分别作为湿式和干式阻火介质，两者结合在一起使用各自的阻火功能相互提升，且内部设置导流泄爆管使泄爆顺畅；所述一次混配器（7）控制瓦斯浓度低于3%；
在氧化站侧的瓦斯母管（9）依次连接第二干湿复合阻火泄爆器（10）、干湿复合放散器（13）、第二电动调节阀（14）、电磁快速切断阀（15）、二次混配器（16）和风机（18），所述干湿复合放散器（13）用于放散瓦斯保护抽采瓦斯泵，二次混配器（16）将经由干湿复合放散器（13）、第二电动调节阀（14）、电磁快速切断阀（15）的一次混配瓦斯由风机（18）负压连同空气吸收并进行第二次混配，控制瓦斯浓度低于1.2%，风机停运时，一次混配瓦斯通过二次混配器自然放空；
位于干湿复合阻火泄爆器（10）之后的瓦斯母管（9）上，设有与干湿复合放散器（13）并联的第一电动调节阀（11），可用于旁通富余一次混配瓦斯；
所述第一干湿复合阻火泄爆器（6）包括下多孔板（6.2）、不锈钢丝绒阻火芯（6.3）、上多孔板（6.4）、进气弯管（6.5）、金属结构体（6.6）、泄爆片（6.7）、出气弯管（6.8）、补水开关（6.9）、补水阀、放水阀、泄爆器储水（6.12），所述金属结构体（6.6）的一侧设有进气弯管（6.5），另一侧设有出气弯管（6.8），金属结构体（6.6）的底部装有泄爆器储水（6.12），在金属结构体（6.6）的中下部设有下多孔板（6.2）、不锈钢丝绒阻火芯（6.3）和上多孔板（6.4），且位于泄爆器储水（6.12）的上方；在金属结构体（6.6）的顶部设有泄爆片（6.7），金属结构体（6.6）的底部设有放水阀，在下多孔板（6.2）的下侧设有补水开关（6.9）；
所述进气弯管（6.5）的出口设置在泄爆器储水（6.12）内，抽采瓦斯通过进气弯管（6.5）进入泄爆器储水（6.12）内；所述出气弯管（6.8）的进口设置在金属结构体（6.6）的内腔上部。
2.根据权利要求1所述的用于热氧化的煤矿抽采瓦斯混配空气输送装置，其特征是：所述一次混配器（7）包括引射器（7.1）、调节阀门（7.2）、轴流风机（7.3）和空气进气管（7.4），所述引射器（7.1）的一端为进气口，另一端为出气口，在靠近进气口的上部设有空气进气管（7.4），在空气进气管（7.4）外连接调节阀门（7.2）和轴流风机（7.3），根据一次混配瓦斯浓度的要求，调节阀门（7.2）和轴流风机（7.3）开始动作，实现混配瓦斯浓度可控。
3.根据权利要求1所述的用于热氧化的煤矿抽采瓦斯混配空气输送装置，其特征是：所述干湿复合放散器（13）包括瓦斯限压管（13.2）、液位计（13.3）、放散器本体（13.4）、瓦斯旁通接管（13.5）、干式阻火器（13.6）、放散器储水（13.8）、放水阀，放散器本体（13.4）内腔设有瓦斯限压管（13.2），且瓦斯限压管（13.2）为三通结构，一端为进气口，另一端为出气口，在中间设有第三通气口，第三通气口插入放散器本体（13.4）内腔底部的放散器储水（13.8）中，放散器本体（13.4）底部设有放水阀，在放散器本体（13.4）的顶部设有干式阻火器（13.6）和出口，在放散器本体（13.4）的上部设有瓦斯旁通接管（13.5）。
4.根据权利要求3所述的用于热氧化的煤矿抽采瓦斯混配空气输送装置，其特征是：所述放散器本体（13.4）的底部设有温度监测仪（13.1）和加热器（13.9），在放散器本体（13.4）的中上部设有补水阀。
5.根据权利要求1所述的用于热氧化的煤矿抽采瓦斯混配空气输送装置，其特征是：所述二次混配器（16）包括进气管（16.1）、混配箱（16.2）、混配管（16.3）、导流上盖（16.4）、排水阀（16.5）、出气管（16.6），所述混配箱（16.2）的一端设有进气管（16.1），另一端设有出气管（16.6），混配箱（16.2）的上部设有混配管（16.3），混配管（16.3）的上侧设有进气孔隙（16.7），在混配管（16.3）的顶部设有导流上盖（16.4），所述进气管（16.1）为弯管，弯管的出口位于混配管（16.3）的内腔上部，在风机（18）的负压作用下，空气从混配管（16.3）上端的进气孔隙（16.7）吸入内部与一次混配瓦斯混合，经混配箱（16.2）的出气管（16.6）流出，一次混配瓦斯中水累积后从混配箱（16.2）下端的排水阀（16.5）排出。
6.一种采用权利要求1-5中任一项装置来实现用于热氧化的煤矿抽采瓦斯混配空气输送方法，其特征是包括以下过程：
在抽采瓦斯泵的作用下，两路或两路以上抽采瓦斯汇集到一根瓦斯母管（9）后，经过第一干湿复合阻火泄爆器（6）进入由引射原理制造的一次混配器（7），将空气引入并与抽采瓦斯均匀混配；根据第一瓦斯浓度监测仪（8）检测的瓦斯浓度来调节一次混配器（7），从而保证一次混配后的瓦斯浓度低于3%；
经过瓦斯母管（9）将一次混配后的瓦斯输送到氧化站侧，依次进入氧化站侧的第二干湿复合阻火泄爆器（10）、干湿复合放散器（13）、第二电动调节阀（14）、电磁快速切断阀（15）和二次混配器（16），在风机（18）的负压作用下，将一次混配的瓦斯在二次混配器（16）内与空气进行二次混配，由设置在瓦斯母管（9）上的第二电动调节阀（14）控制瓦斯浓度在1.2%以下，然后二次混配瓦斯进入后序氧化装置进行热氧化工艺；
富余的一次混配瓦斯则第一电动调节阀（11）在干湿复合放散器（13）放空，放空时一次混配瓦斯经过干湿复合放散器（13）内的干式阻火层；在瓦斯浓度失控事故发生时，由设置在二次混配器（16）前的电磁快速切断阀（15）关断瓦斯供给。
7.根据权利要求6所述的用于热氧化的煤矿抽采瓦斯混配空气输送方法，其特征是：所述的第一干湿复合阻火泄爆器（6）和第二干湿复合阻火泄爆器（10）采用水封和不锈钢丝绒分别作为湿式和干式阻火介质，两者结合在一起使用各自的阻火功能相互提升，另外，内部设置泄爆片，使泄爆顺畅。
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