CN115597075B - 一种基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统及方法 - Google Patents

一种基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统及方法,基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统包括蓄热炉炉体、瓦斯输入部分、固气分离部分、引风部分、蒸汽换热部分和磁场诱导控制部分;基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧方法包括蓄热体填充床预热、低浓度瓦斯混合气氧化燃烧和蒸汽换热利用等步骤。本发明通过控制器控制电磁场产生装置产生磁力线自下而上方向的电磁场以及电磁场的强度大小实现控制颗粒状导磁蓄热体的流化行为,可实现超低浓度瓦斯的连续稳定燃烧蓄热利用,特别适用于对煤矿开采过程中实际产出的包含水汽、粉尘和惰性气体等杂质以及浓度和流量波动大的非稳态低浓度瓦斯的蓄热利用。

Description

一种基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统及方法
技术领域
本发明涉及一种超低浓度瓦斯蓄热燃烧装置及方法,具体是一种基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统及方法,属于环境污染控制与煤矿安全技术及工程技术领域。
背景技术
近年来,我国煤矿瓦斯开发获得长足进步,2008年至2020年煤矿瓦斯年抽采量由58亿立方米增长至195亿立方米。然而,由于煤矿井下抽采瓦斯浓度波动大、且普遍低于30%,因此导致其利用比较困难。有数据统计,甲烷浓度介于5%~30%的井下抽采瓦斯利用率约为28%,甲烷浓度小于5%的井下抽采瓦斯利用率仅为2%,大量的低浓度瓦斯被直接排空。由于煤矿瓦斯的主要成分是甲烷,单位质量的甲烷对大气温室效应的影响是二氧化碳的21倍之多,因此必须重视煤矿低浓度瓦斯、特别是超低浓度瓦斯的利用。
蓄热燃烧具有可显著拓宽燃料贫燃极限的独特优势,常被用来处理超低热值可燃气体。目前,对于煤矿超低浓度瓦斯的利用大多采用多孔介质蓄热燃烧(亦称固定式蓄热燃烧)。该技术虽已取得较大发展,然而在实际应用过程中,仍存在诸多问题:①含瓦斯气体在固定的多孔介质(蓄热体)中周期换向氧化的过程是一种非连续性的蓄热氧化过程,在此过程中常出现床温波动大以及火焰面失稳、促熄等问题;②抽采瓦斯浓度、流量波动大,燃料组分不稳定,往往导致多孔介质蓄热燃烧难以持续稳定进行;③煤矿抽采瓦斯含有较高浓度的粉/煤尘和水汽,多孔介质极易被堵塞,换热效果变差,因受高温辐射而损坏。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统及方法,能够在实现连续蓄热氧化、提高超低浓度瓦斯着火稳定性的前提下实现调节传热传质速率、保证超低浓度瓦斯连续稳定燃烧,特别适用于煤矿非稳态低浓度瓦斯的蓄热利用。
为实现上述目的,本基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统包括蓄热炉炉体、瓦斯输入部分、固气分离部分、引风部分、蒸汽换热部分和磁场诱导控制部分;
密闭结构的蓄热炉炉体的内腔底部固定设有布风板,布风板上密集设有镂空孔,布风板与蓄热炉炉体的底板之间形成风室,底板上设有点火燃烧器以及与风室贯通的低浓度瓦斯混合气入口和高浓度瓦斯混合气入口,蓄热炉炉体的内腔顶端是过热室;
瓦斯输入部分包括低浓度瓦斯混合气输入部分和高浓度瓦斯混合气输入部分,低浓度瓦斯混合气入口与低浓度瓦斯混合气输入管路连通,高浓度瓦斯混合气入口与预混器连通,预混器分别与高浓度瓦斯输入管路和氧气输入管路连通;
固气分离部分包括旋风式分离装置,旋风式分离装置顶部的固气输入端与蓄热炉炉体的位于过热室下方的烟气出口连通,旋风式分离装置底部的固体排出端与蓄热炉炉体的位于布风板上方的导磁蓄热体返料口连通;
引风部分包括烟道和引风机,烟道的一端与旋风式分离装置顶端的烟气排放口连通,烟道的另一端与引风机的引风端口连通;
蒸汽换热部分包括汽包、蒸汽热源机组和蒸汽过热器,包括换热结构的蒸汽热源机组设置在烟道内部,包括换热结构的蒸汽过热器设置在过热室内部,汽包的汽包工质入口与工质输入管路连通,汽包的汽包工质出口与蒸汽热源机组的蒸汽热源机组入口连通,蒸汽热源机组的蒸汽热源机组出口与汽包的汽包蒸汽入口连通,汽包的汽包蒸汽出口与蒸汽过热器的蒸汽过热器入口连通,蒸汽过热器的蒸汽过热器出口与过热蒸汽输送管路连通;
磁场诱导控制部分包括颗粒状导磁蓄热体、电磁场产生装置和控制器,颗粒状导磁蓄热体堆积在布风板上形成蓄热体填充床,电磁场产生装置设置在蓄热炉炉体的外部、且位于烟气出口与导磁蓄热体返料口之间,电磁场产生装置与控制器电连接,控制器可控制电磁场产生装置产生磁力线沿自下而上方向的电磁场。
作为本发明的进一步改进方案,低浓度瓦斯混合气输入管路上还设有分别与控制器电连接的瓦斯浓度检测仪和瓦斯流量计。
作为本发明的进一步改进方案,烟道内部还设有包括换热结构的预热器,低浓度瓦斯混合气输入管路通过预热器与低浓度瓦斯混合气入口连通。
作为本发明的进一步改进方案,高浓度瓦斯输入管路和氧气输入管路上还分别设有与控制器电连接的浓度检测仪和流量计。
作为本发明的进一步改进方案,布风板的每个镂空孔上均设有风帽。
作为本发明的进一步改进方案,颗粒状导磁蓄热体由细钴粉或氧化钴粉末制备,且颗粒状导磁蓄热体的粒径是2~5㎜。
作为本发明的进一步改进方案,蒸汽过热器和蒸汽热源机组的换热结构是蛇形换热管。
作为本发明的进一步改进方案,蛇形换热管上设有翅片。
一种基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧方法,利用基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统,具体包括以下步骤:
Step1、蓄热体填充床预热:开启引风机后,控制氧气与高浓度瓦斯气按照设定比例分别通过氧气输入管路和高浓度瓦斯输入管路同时输入预混器进行充分混合后经高浓度瓦斯混合气入口引入风室,并通过点火燃烧器点燃形成高温烟气,高温烟气经布风板匀流后通过颗粒状导磁蓄热体之间的孔隙并向上流动均匀加热蓄热体填充床,然后经烟道和引风机排出;
Step2、低浓度瓦斯混合气氧化燃烧:待蓄热体填充床预热至700~900℃后,控制低浓度瓦斯混合气通过低浓度瓦斯混合气输入管路和低浓度瓦斯混合气入口引入风室氧化燃烧,同时通过控制器调节磁场产生装置的电磁场强度大小,颗粒状导磁蓄热体在磁场和气举的共同作用下上行经烟气出口进入旋风式分离装置,在旋风式分离装置中与高温烟气分离后经导磁蓄热体返料口返回至蓄热体填充床底部,通过调节磁场产生装置的电磁场强度大小控制颗粒状导磁蓄热体的流化行为,实现调节相间传热传质速率、保持床内热量动态恒定;
Step3、蒸汽换热利用:待燃烧稳定后,控制工质经工质输入管路、汽包工质入口进入汽包,再经汽包工质出口进入布置在烟道内的蒸汽热源机组,经蒸汽热源机组加热后形成的蒸汽先通过汽包蒸汽入口进入汽包、再通过汽包蒸汽出口和蒸汽过热器入口进入位于过热室内部的蒸汽过热器进行二次加热,二次加热后形成的过热蒸汽通过蒸汽过热器出口进入过热蒸汽输送管路送出,实现蒸汽换热利用。
作为本发明的进一步改进方案,Step2中,控制器根据瓦斯浓度检测仪和瓦斯流量计反馈的电信号变化大小实时控制磁场产生装置的电磁场强度大小。
与现有技术相比,基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统及方法具有以下有益效果:
1、氧气与高浓度瓦斯同时经过预混器充分混合后进入点火燃烧器点燃后送入风室、经布风板匀流后进入蓄热体颗粒之间的孔隙并上流动加热填充床床层用以启动预热的方式,比常规的电加热方式具有启动时间短、使用寿命长、加热范围大的优点;
2、布置在烟道中的蒸汽热源机组和预热器、以及布置在蓄热炉炉体上部空间过热室中的蒸汽过热器能够将瓦斯氧化燃烧产生的热量从低品位到高品位充分利用,一方面可提高热量的回收效率,另一方面可提高低浓度瓦斯混合气的进气温度,从而提高燃烧效率,大大降低排烟温度;
3、控制器可通过调节磁场产生装置的电磁场强度大小对瓦斯入口浓度和流量的变化作出快速响应以准确控制磁性蓄热颗粒流化行为,进而可保持床内高温区域的动态恒定,从而可实现低浓度瓦斯混合气的连续稳定燃烧,可极大地提高设备运行的稳定性、降低设备的运维成本;
4、针对目前煤矿开采过程中实际产出的包含水汽、粉尘和惰性气体等杂质的低浓度瓦斯,以及针对目前煤矿开采过程中实际产出的浓度和流量波动大的非稳态低浓度瓦斯,本发明可以解决其难以持续稳定的流化蓄热利用的难题。
附图说明
图1是本发明基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统的结构示意图;
图2是本发明流化蓄热燃烧过程原理图。
图中:1、蓄热炉炉体,2、旋风式分离装置,3、烟道,4、引风机,5、布风板,6、底板,7、风室,8、低浓度瓦斯混合气入口,9、高浓度瓦斯混合气入口,10、电磁场产生装置,11、控制器,12、瓦斯浓度检测仪,13、瓦斯流量计,14、烟气出口,15、烟气排放口,16、导磁蓄热体返料口,17、过热室,18、蒸汽过热器,19、蒸汽热源机组,20、预热器,21、工质输入管路,22、汽包,23、汽包工质入口,24、汽包工质出口,25、蒸汽热源机组入口,26、蒸汽热源机组出口,27、汽包蒸汽入口,28、汽包蒸汽出口,29、蒸汽过热器入口,30、蒸汽过热器出口,31、过热蒸汽输送管路,32、氧气输入管路,33、高浓度瓦斯输入管路,34、预混器,35、低浓度瓦斯混合气输入管路,36、预热器入口,37、预热器出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1、图2所示,本基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统包括蓄热炉炉体1、瓦斯输入部分、固气分离部分、引风部分、蒸汽换热部分和磁场诱导控制部分。
密闭结构的蓄热炉炉体1的内腔底部固定设有布风板5,布风板5上密集设有用于气流穿过的镂空孔,布风板5与蓄热炉炉体1的底板6之间形成风室7,底板6上设有点火燃烧器以及与风室7贯通的低浓度瓦斯混合气入口8和高浓度瓦斯混合气入口9,蓄热炉炉体1的内腔顶端是过热室17。
瓦斯输入部分包括低浓度瓦斯混合气输入部分和高浓度瓦斯混合气输入部分,低浓度瓦斯混合气入口8与低浓度瓦斯混合气输入管路35连通,高浓度瓦斯混合气入口9通过管路与预混器34连通,预混器34分别与高浓度瓦斯输入管路33和氧气输入管路32连通。
固气分离部分包括旋风式分离装置2,旋风式分离装置2顶部的固气输入端与蓄热炉炉体1的位于过热室17下方的烟气出口14连通,旋风式分离装置2底部的固体排出端与蓄热炉炉体1的位于布风板5上方的导磁蓄热体返料口16连通。
引风部分包括烟道3和引风机4,烟道3的一端与旋风式分离装置2顶端的烟气排放口15连通,烟道3的另一端与引风机4的引风端口连通。
蒸汽换热部分包括汽包22、蒸汽热源机组19和蒸汽过热器18,包括蛇形换热管的蒸汽热源机组19设置在烟道3内部,包括蛇形换热管的蒸汽过热器18设置在过热室17内部,汽包22的汽包工质入口23与工质输入管路21连通,汽包22的汽包工质出口24与蒸汽热源机组19的蒸汽热源机组入口25连通,蒸汽热源机组19的蒸汽热源机组出口26与汽包22的汽包蒸汽入口27连通,汽包22的汽包蒸汽出口28与蒸汽过热器18的蒸汽过热器入口29连通,蒸汽过热器18的蒸汽过热器出口30与过热蒸汽输送管路31连通。
磁场诱导控制部分包括颗粒状导磁蓄热体、电磁场产生装置10和控制器11,可以由细钴粉或氧化钴粉末制备的颗粒状导磁蓄热体堆积在布风板5上形成蓄热体填充床,颗粒状导磁蓄热体的粒径可以控制在2~5㎜,电磁场产生装置10对应设置在蓄热炉炉体1的外部、且位于烟气出口14与导磁蓄热体返料口16之间,电磁场产生装置10与控制器11电连接,控制器11可以控制电磁场产生装置10产生磁力线自下而上方向的电磁场、且控制器11可以控制电磁场产生装置10产生的电磁场的强度大小。
利用本基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统进行瓦斯蓄热燃烧利用的方法具体包括以下步骤:
Step1、蓄热体填充床预热:开启引风机4后,控制氧气与高浓度瓦斯气按照设定比例分别通过氧气输入管路32和高浓度瓦斯输入管路33同时输入预混器34进行充分混合后经高浓度瓦斯混合气入口9引入风室7,并通过点火燃烧器点燃形成高温烟气,高温烟气经布风板5匀流后通过颗粒状导磁蓄热体之间的孔隙并向上流动均匀加热蓄热体填充床,然后经烟道3和引风机4排出。
Step2、低浓度瓦斯混合气氧化燃烧:待蓄热体填充床预热至700~900℃后,控制低浓度瓦斯混合气通过低浓度瓦斯混合气输入管路35和低浓度瓦斯混合气入口8引入风室7氧化燃烧,同时通过控制器11调节磁场产生装置10的电磁场强度大小,颗粒状导磁蓄热体在磁场和气举的共同作用下上行经烟气出口14进入旋风式分离装置2,在旋风式分离装置2中与高温烟气分离后经导磁蓄热体返料口16返回至蓄热体填充床底部,通过调节磁场产生装置10的电磁场强度大小控制颗粒状导磁蓄热体的流化行为,实现调节相间传热传质速率,进而实现保持床内热量动态恒定。
Step3、蒸汽换热利用:待燃烧稳定后,控制工质经工质输入管路21、汽包工质入口23进入汽包22,再经汽包工质出口24进入布置在烟道3内的蒸汽热源机组19,经蒸汽热源机组19加热后形成的蒸汽先通过汽包蒸汽入口27进入汽包22、再通过汽包蒸汽出口28和蒸汽过热器入口29进入位于过热室17内部的蒸汽过热器18进行二次加热,二次加热后形成的过热蒸汽通过蒸汽过热器出口30进入过热蒸汽输送管路31送出,实现蒸汽换热利用。
为了实现准确控制颗粒状导磁蓄热体的流化行为、保持蓄热炉炉体1内部的高温区域相对稳定,作为本发明的进一步改进方案,低浓度瓦斯混合气输入管路35上还设有分别与控制器11电连接的瓦斯浓度检测仪12和瓦斯流量计13,控制器11可根据瓦斯浓度检测仪12和瓦斯流量计13反馈的电信号变化大小实时控制磁场产生装置10的电磁场强度大小。
为了使低浓度瓦斯混合气进入风室7氧化燃烧更充分,作为本发明的进一步改进方案,烟道3内部还设有包括蛇形换热管的预热器20,低浓度瓦斯混合气输入管路35通过预热器20与低浓度瓦斯混合气入口8连通,即,低浓度瓦斯混合气输入管路35与预热器20的预热器入口36连通、预热器20的预热器出口37与低浓度瓦斯混合气入口8连通,低浓度瓦斯混合气通过预热器20加热升温后进入风室7可实现更充分地氧化燃烧。
为了实现准确控制氧气与高浓度瓦斯气的输入比例,作为本发明的进一步改进方案,高浓度瓦斯输入管路33和氧气输入管路32上还分别设有与控制器11电连接的浓度检测仪和流量计,控制器11可根据高浓度瓦斯输入管路33和氧气输入管路32上的浓度检测仪的反馈控制高浓度瓦斯输入管路33和/或氧气输入管路32上的流量计的开合大小,实现准确控制氧气与高浓度瓦斯气的输入比例。
为了防止颗粒状导磁蓄热体进入风室7,作为本发明的进一步改进方案,布风板5的每个镂空孔上均设有风帽,风帽可以是钟型或伞型或锥型等结构形式。
本基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统及方法,能够在实现连续蓄热氧化、提高超低浓度瓦斯着火稳定性的前提下实现调节传热传质速率、保证超低浓度瓦斯连续稳定燃烧,特别适用于对煤矿开采过程中实际产出的包含水汽、粉尘和惰性气体等杂质以及浓度和流量波动大的非稳态低浓度瓦斯的蓄热利用。

Claims (10)

1.一种基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统,包括蓄热炉炉体(1)、瓦斯输入部分、引风部分和蒸汽换热部分,其特征在于,还包括固气分离部分和磁场诱导控制部分;
密闭结构的蓄热炉炉体(1)的内腔底部固定设有布风板(5),布风板(5)上密集设有镂空孔,布风板(5)与蓄热炉炉体(1)的底板(6)之间形成风室(7),底板(6)上设有点火燃烧器以及与风室(7)贯通的低浓度瓦斯混合气入口(8)和高浓度瓦斯混合气入口(9),蓄热炉炉体(1)的内腔顶端是过热室(17);
瓦斯输入部分包括低浓度瓦斯混合气输入部分和高浓度瓦斯混合气输入部分,低浓度瓦斯混合气入口(8)与低浓度瓦斯混合气输入管路(35)连通,高浓度瓦斯混合气入口(9)与预混器(34)连通,预混器(34)分别与高浓度瓦斯输入管路(33)和氧气输入管路(32)连通;
固气分离部分包括旋风式分离装置(2),旋风式分离装置(2)顶部的固气输入端与蓄热炉炉体(1)的位于过热室(17)下方的烟气出口(14)连通,旋风式分离装置(2)底部的固体排出端与蓄热炉炉体(1)的位于布风板(5)上方的导磁蓄热体返料口(16)连通;
引风部分包括烟道(3)和引风机(4),烟道(3)的一端与旋风式分离装置(2)顶端的烟气排放口(15)连通,烟道(3)的另一端与引风机(4)的引风端口连通;
蒸汽换热部分包括汽包(22)、蒸汽热源机组(19)和蒸汽过热器(18),包括换热结构的蒸汽热源机组(19)设置在烟道(3)内部,包括换热结构的蒸汽过热器(18)设置在过热室(17)内部,汽包(22)的汽包工质入口(23)与工质输入管路(21)连通,汽包(22)的汽包工质出口(24)与蒸汽热源机组(19)的蒸汽热源机组入口(25)连通,蒸汽热源机组(19)的蒸汽热源机组出口(26)与汽包(22)的汽包蒸汽入口(27)连通,汽包(22)的汽包蒸汽出口(28)与蒸汽过热器(18)的蒸汽过热器入口(29)连通,蒸汽过热器(18)的蒸汽过热器出口(30)与过热蒸汽输送管路(31)连通;
磁场诱导控制部分包括颗粒状导磁蓄热体、电磁场产生装置(10)和控制器(11),颗粒状导磁蓄热体堆积在布风板(5)上形成蓄热体填充床,电磁场产生装置(10)设置在蓄热炉炉体(1)的外部、且位于烟气出口(14)与导磁蓄热体返料口(16)之间,电磁场产生装置(10)与控制器(11)电连接,控制器(11)可控制电磁场产生装置(10)产生磁力线沿自下而上方向的电磁场。
2.根据权利要求1所述的基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统,其特征在于,低浓度瓦斯混合气输入管路(35)上还设有分别与控制器(11)电连接的瓦斯浓度检测仪(12)和瓦斯流量计(13)。
3.根据权利要求1所述的基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统,其特征在于,烟道(3)内部还设有包括换热结构的预热器(20),低浓度瓦斯混合气输入管路(35)通过预热器(20)与低浓度瓦斯混合气入口(8)连通。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统,其特征在于,高浓度瓦斯输入管路(33)和氧气输入管路(32)上还分别设有与控制器(11)电连接的浓度检测仪和流量计。
5.根据权利要求1或2或3所述的基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统,其特征在于,布风板(5)的每个镂空孔上均设有风帽。
6.根据权利要求1或2或3所述的基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统,其特征在于,颗粒状导磁蓄热体由细钴粉或氧化钴粉末制备,且颗粒状导磁蓄热体的粒径是2~5㎜。
7.根据权利要求1或2或3所述的基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统,其特征在于,蒸汽过热器(18)和蒸汽热源机组(19)的换热结构是蛇形换热管。
8.根据权利要求7所述的基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统,其特征在于,蛇形换热管上设有翅片。
9.一种基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧方法,其特征在于,利用如权利要求1所述的基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧系统,具体包括以下步骤:
Step1、蓄热体填充床预热:开启引风机(4)后,控制氧气与高浓度瓦斯气按照设定比例分别通过氧气输入管路(32)和高浓度瓦斯输入管路(33)同时输入预混器(34)进行充分混合后经高浓度瓦斯混合气入口(9)引入风室(7),并通过点火燃烧器点燃形成高温烟气,高温烟气经布风板(5)匀流后通过颗粒状导磁蓄热体之间的孔隙并向上流动均匀加热蓄热体填充床,然后经烟道(3)和引风机(4)排出;
Step2、低浓度瓦斯混合气氧化燃烧:待蓄热体填充床预热至700~900℃后,控制低浓度瓦斯混合气通过低浓度瓦斯混合气输入管路(35)和低浓度瓦斯混合气入口(8)引入风室(7)氧化燃烧,同时通过控制器(11)调节磁场产生装置(10)的电磁场强度大小,颗粒状导磁蓄热体在磁场和气举的共同作用下上行经烟气出口(14)进入旋风式分离装置(2),在旋风式分离装置(2)中与高温烟气分离后经导磁蓄热体返料口(16)返回至蓄热体填充床底部,通过调节磁场产生装置(10)的电磁场强度大小控制颗粒状导磁蓄热体的流化行为,实现调节相间传热传质速率、保持床内热量动态恒定;
Step3、蒸汽换热利用:待燃烧稳定后,控制工质经工质输入管路(21)、汽包工质入口(23)进入汽包(22),再经汽包工质出口(24)进入布置在烟道(3)内的蒸汽热源机组(19),经蒸汽热源机组(19)加热后形成的蒸汽先通过汽包蒸汽入口(27)进入汽包(22)、再通过汽包蒸汽出口(28)和蒸汽过热器入口(29)进入位于过热室(17)内部的蒸汽过热器(18)进行二次加热,二次加热后形成的过热蒸汽通过蒸汽过热器出口(30)进入过热蒸汽输送管路(31)送出,实现蒸汽换热利用。
10.根据权利要求9所述的基于磁场诱导的超低浓度瓦斯蓄热燃烧方法,其特征在于,低浓度瓦斯混合气输入管路(35)上还设有分别与控制器(11)电连接的瓦斯浓度检测仪(12)和瓦斯流量计(13);
Step2中,控制器(11)根据瓦斯浓度检测仪(12)和瓦斯流量计(13)反馈的电信号变化大小实时控制磁场产生装置(10)的电磁场强度大小。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117072968B (zh) * 2023-09-28 2024-10-25 中国矿业大学 一种超低浓度瓦斯单向直流蓄热燃烧装置及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11230517A (ja) * 1998-02-18 1999-08-27 Takuma Co Ltd 廃棄物の燃焼処理装置
JP2006351204A (ja) * 2005-05-18 2006-12-28 Masahiro Yoshida 誘電磁気熱発生装置
CN101332405A (zh) * 2007-06-28 2008-12-31 日星产业株式会社 废气处理装置
CN202530095U (zh) * 2012-02-09 2012-11-14 南京凯盛开能环保能源有限公司 一种离心式熔融炉渣干式粒化及余热回收发电系统
CN104963018A (zh) * 2015-07-15 2015-10-07 中山科成化纤有限公司 导电/导磁化学纤维的磁场诱导辅助纺丝成型装置及其生产方法
CN106753579A (zh) * 2016-12-26 2017-05-31 东北大学 一种固体热载体煤气化电力蓄能系统和方法
WO2022134227A1 (zh) * 2020-12-23 2022-06-30 山东科技大学 一种瓦斯蓄热氧化高温烟气熔盐换热系统和方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204535078U (zh) * 2015-03-10 2015-08-05 乌鲁木齐瑞安特自动化设备有限公司 一种多功能燃煤瓦斯两用热风炉
US11476094B2 (en) * 2018-07-20 2022-10-18 Serendipity Technologies Llc Device and system for energy generation by controlled plasma ignition and incineration
WO2020257872A1 (en) * 2019-06-28 2020-12-30 Spiro Spiros An apparatus, system and method for pyrolysing and combusting a material
CN111412482A (zh) * 2020-04-28 2020-07-14 中国矿业大学 一种蓄热体循环式低浓度含瓦斯气体流态化协同氧化利用系统及使用方法
CN114909665A (zh) * 2022-05-22 2022-08-16 山东保蓝环保工程有限公司 一种蓄热式高浓度有机废气离子分解系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11230517A (ja) * 1998-02-18 1999-08-27 Takuma Co Ltd 廃棄物の燃焼処理装置
JP2006351204A (ja) * 2005-05-18 2006-12-28 Masahiro Yoshida 誘電磁気熱発生装置
CN101332405A (zh) * 2007-06-28 2008-12-31 日星产业株式会社 废气处理装置
CN202530095U (zh) * 2012-02-09 2012-11-14 南京凯盛开能环保能源有限公司 一种离心式熔融炉渣干式粒化及余热回收发电系统
CN104963018A (zh) * 2015-07-15 2015-10-07 中山科成化纤有限公司 导电/导磁化学纤维的磁场诱导辅助纺丝成型装置及其生产方法
CN106753579A (zh) * 2016-12-26 2017-05-31 东北大学 一种固体热载体煤气化电力蓄能系统和方法
WO2022134227A1 (zh) * 2020-12-23 2022-06-30 山东科技大学 一种瓦斯蓄热氧化高温烟气熔盐换热系统和方法

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