CN208779522U - 一种瓦斯氧化供暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种瓦斯氧化供暖系统，包括安防装置、掺混系统、氧化装置、余热锅炉、供暖区、软化水装置、循环水泵、主水箱、回水箱、补水泵和来自煤矿的瓦斯气，安防装置、掺混系统、氧化装置与余热锅炉连通，用于氧化掺混后瓦斯气体，并将产生的热烟气通过管道进入所述余热锅炉，对流经所述余热锅炉的水进行加热形成热流体或热蒸汽，热流体被输送至所述供暖区，对用户进行供暖。该系统能够实现对各种浓度瓦斯的有效氧化，充分利用了瓦斯氧化释放的巨大热量，进行供暖，替代煤矿现有小型燃煤锅炉，有效避免燃煤污染，减轻煤炭的环保压力。

Description

一种瓦斯氧化供暖系统

技术领域

本实用新型涉及一种瓦斯氧化处理及供暖利用系统，可以处理各种浓度的瓦斯气体，尤其涉及一种低浓度和超低浓度瓦斯氧化处理及供暖利用系统。

背景技术

瓦斯的主要成分是甲烷，是煤炭开采过程中的伴生气体，我国煤矿每年向大气排放的甲烷量达190亿m3，不仅造成了不可再生能源的严重浪费，也带来了严重的环境污染问题。当前煤矿瓦斯抽采泵站抽采出的瓦斯气体，其甲烷浓度一般在2％～30％，少量9％浓度以上的瓦斯气体用于内燃机发电，其余绝大部分低浓度瓦斯排空。

而甲烷具有很强的温室效应，相当于二氧化碳温室效应的21倍，对臭氧的破坏能力是二氧化碳的7倍。大量的排放对环境有着极大的危害。如果我们能够有效的减排并利用这部分能源，无论是从保护环境的角度还是缓解能源供给矛盾方面都有重要意义。

我国煤炭行业供暖多采用燃煤锅炉，燃煤锅炉因污染严重，逐步被取代关停，天然气锅炉和电锅炉供暖因为燃料供应和成本的问题，给企业造成了较大的成本负担。

利用各种浓度瓦斯进行调整作为供暖系统的原料，回收利用原来排放大气的能源，具有显著经济效益。瓦斯用于供暖，降低甲烷排放造成的温室效应和大气污染，具有显著的社会效益。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高适用性的瓦斯氧化供暖系统，该系统能够实现对各种浓度瓦斯的有效氧化，充分利用了瓦斯氧化释放的巨大热量，进行供暖，替代煤矿现有小型燃煤锅炉，有效避免燃煤污染，减轻煤炭的环保压力。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

根据本实用新型提供一种的瓦斯氧化供暖系统，包括安防装置、掺混系统、氧化装置、余热锅炉、供暖区、软化水装置、循环水泵、主水箱、回水箱、补水泵和来自煤矿的瓦斯气，余热锅炉、供暖区、回水箱、主水箱依次连通，供暖区连至回水箱，回水箱连至主水箱，主水箱回连至余热锅炉；所述循环水泵设置于回水箱与主水箱之间，形成闭合的流体循环回路；安防装置、掺混系统、氧化装置与余热锅炉连通，用于氧化掺混后瓦斯气体，并将产生的热烟气通过管道进入所述余热锅炉，对流经所述余热锅炉的水进行加热形成热流体或热蒸汽，热流体被输送至所述供暖区，对用户进行供暖；补水泵的进水口与软化水装置连接，补水泵的出口水与所述主水箱连通，补水泵设于软化水装置和主水箱之间，当该供暖系统运行一段时间循环水减少时，该补水泵启动，向主水箱补充循环水；

主水箱具有出水口和第一进水口和第二进水口，余热锅炉包括烟道以及设于烟道内的盘管，氧化装置与烟道连通，对流经盘管的软化水进行加热；盘管的进水口与主水箱的出水口连接，循环水泵的出水口与主水箱的进水口连接，盘管的出汽口或出水口与供暖区的进汽口或进水口连接，供暖区的出水口与回水箱的进水口连接，回水箱的出水口与循环水泵的进水口连接，循环水泵的出水口与主水箱的第一进水口连接，主水箱的第二进水口与补水泵的出水口连接。

本实用新型由于采取以上技术方案，具有以下优点：1、利用各种浓度瓦斯进行调整作为供暖系统的原料，回收利用原来排放大气的能源，具有显著经济效益。2、排空瓦斯用于供暖，降低甲烷排放造成的温室效应和大气污染，具有显著的社会效益。3、配备专用的瓦斯氧化装置，其结构形式针对各种不同浓度瓦斯气的特点进行定制设计，氧化充分稳定，安全可靠。4、配备专用的掺混系统，其结构形式针对各种不同浓度瓦斯气的特点进行定制设计，掺混充分稳定，安全可靠。5、配置专用的安防装置，有效与煤炭瓦斯泵站隔离，保障双方安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型的瓦斯氧化供暖系统示意图；

图2为本实用新型中掺混系统结构示意图；

图3为本实用新型中氧化装置结构示意图；

图4为本实用新型中安防装置结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型实施例的以瓦斯为原料的供暖系统的工艺示意图，如图1 所示，该供暖系统包括安防装置1，掺混系统2，氧化装置3，余热锅炉 4，供暖区5，软化水装置6，循环水泵7，主水箱8，回水箱9，补水泵 10，来自煤矿的瓦斯气11。

余热锅炉4，供暖区5，回水箱9，主水箱8依次连通，供暖区5连至回水箱9，回水箱9连至主水箱8，主水箱8回连至余热锅炉4。所述循环水泵7设置于回水箱9与主水箱8之间，形成闭合的流体循环回路。安防装置1，掺混系统2，氧化装置3与余热锅炉4连通，用于氧化掺混后瓦斯气体，并将产生的热烟气通过管道进入所述余热锅炉4，对流经所述余热锅炉4的水进行加热形成热流体或热蒸汽，热流体被输送至所述供暖区5，对用户进行供暖。供暖区包括多个供暖单元，各个供暖单元之间并联连接。供暖单元为用户的换热风机或散热片。加热水后的尾气经烟囱43排出。

该供暖系统还包括补水泵10，补水泵10的进水口与软化水装置6连接，补水泵10的出口水与所述主水箱8连通，补水泵10设于软化水装置6和主水箱8之间，当该供暖系统运行一段时间循环水减少时，该补水泵10启动，向主水箱8补充循环水。

主水箱8为冷凝式水箱或定压式水箱。供暖区5设置于井口，其具体可以选用换热风机和散热片。主水箱8具有出水口和第一进水口和第二进水口，余热锅炉4包括烟道41以及设于烟道内的盘管42，氧化装置 3与烟道41连通，对流经盘管42的软化水进行加热。盘管42的进水口与主水箱8的出水口连接，循环水泵7的出水口与主水箱8的进水口连接，盘管42的出汽(水)口与供暖区5的进汽(水)口连接，供暖区5 的出水口与回水箱9的进水口连接，回水箱9的出水口与循环水泵7的进水口连接，循环水泵7的出水口与主水箱8的第一进水口连接，主水箱8的第二进水口与补水泵10的出水口连接，余热锅炉4、供暖区5、回水箱9、循环水泵7、主水箱8、以及补水泵10和软化水装置6之间通过管路连接。

图2示出了根据本实用新型实施例的掺混系统2的结构示意图。如图2所示，本掺混系统，包括乏风入口21，高浓瓦斯气入口22，防爆泄压口23，瓦斯掺混段24，合格反应气出口25，冷凝水排水口26。

来自煤矿抽采泵站的瓦斯气从高浓瓦斯气入口22和来自乏风系统的乏风从乏风入口21进入掺混系统2，两种成分的气体在掺混系统内充分掺混混合，合格气体从合格反应气出口25排出进入图1中氧化装置3。

图3示出了根据本实用新型实施例的氧化装置3的结构示意图。如图3所示，氧化装置3包括沿着其轴向依次连接的入口段31、蓄热材料预热段32、蓄热材料氧化段33和出口段34。氧化装置3经其所述出口段34与余热锅炉4连通。氧化装置3还包括设备基础30。

氧化装置3运行时，瓦斯气首先进入入口段31；在此段瓦斯初步预热至50℃-200℃；初步预热后的瓦斯进入蓄热材料预热段32，在此被预热至350℃，同时被下游的氧化段点燃，在蓄热材料氧化段33内稳定氧化：低浓度瓦斯氧化后产生的650℃-950℃的高温烟气经出口段34排出。

图4示出了根据本实用新型实施例的安防装置1的结构示意图。如图4所示，安防装置1包括瓦斯入口51，阻爆阀门52，抑爆器53，水封阻火泄爆器54，传感器55，瓦斯出口56。

来自煤矿瓦斯泵站的瓦斯气从瓦斯入口51进入安防装置1，依次经过阻爆阀门52，抑爆器53，水封阻火泄爆器54及传感器55，从瓦斯出口56排出进入图1中的掺混系统2。传感器54检测到火焰信号或爆炸信号后传入阻爆阀门52关闭瓦斯气体，完全与瓦斯泵站隔离，同时抑爆器 53在管道内喷射CO2抑爆气体，防止爆炸的继续，缩小事故的影响。

供暖系统运行时，循环水泵7开启，管路内的水开始进行连续循环。瓦斯通过一系列的浓度掺混控制、检测，当瓦斯浓度达到2％-4％且成分均匀，即达到合格条件，输送至氧化装置3，在氧化装置3内进行完全、稳定的氧化后，形成650℃～950℃的高温烟气，经高温连接管道进入余热锅炉4，循环冷水与余热锅炉4内的高温烟气进行换热，产生高至预设温度范围的，例如60-90℃的循环热水或者是直接加热至蒸汽状态，循环热水或者蒸汽进入供暖区，与供暖区进行热交换，释放热量，而循环热水或者蒸汽经过换热后冷却至一定温度，例如30℃～70℃的循环冷水，经循环水泵7进行下一周期循环。在系统的工作过程中，循环水泵7连续运行，保证循环水的不间断循环，补水泵10间歇工作，由循环水压力控制其起停。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种瓦斯氧化供暖系统，其特征在于，包括安防装置、掺混系统、氧化装置、余热锅炉、供暖区、软化水装置、循环水泵、主水箱、回水箱、补水泵和来自煤矿的瓦斯气，余热锅炉、供暖区、回水箱、主水箱依次连通，供暖区连至回水箱，回水箱连至主水箱，主水箱回连至余热锅炉；所述循环水泵设置于回水箱与主水箱之间，形成闭合的流体循环回路；安防装置、掺混系统、氧化装置与余热锅炉连通，用于氧化掺混后瓦斯气体，并将产生的热烟气通过管道进入所述余热锅炉，对流经所述余热锅炉的水进行加热形成热流体或热蒸汽，热流体被输送至所述供暖区，对用户进行供暖；补水泵的进水口与软化水装置连接，补水泵的出口水与所述主水箱连通，补水泵设于软化水装置和主水箱之间，当该供暖系统运行一段时间循环水减少时，该补水泵启动，向主水箱补充循环水；

主水箱具有出水口和第一进水口和第二进水口，余热锅炉包括烟道以及设于烟道内的盘管，氧化装置与烟道连通，对流经盘管的软化水进行加热；盘管的进水口与主水箱的出水口连接，循环水泵的出水口与主水箱的进水口连接，盘管的出汽口或出水口与供暖区的进汽口或进水口连接，供暖区的出水口与回水箱的进水口连接，回水箱的出水口与循环水泵的进水口连接，循环水泵的出水口与主水箱的第一进水口连接，主水箱的第二进水口与补水泵的出水口连接。

2.根据权利要求1所述的瓦斯氧化供暖系统，其特征在于，所述掺混系统包括乏风入口、高浓瓦斯气入口、防爆泄压口、瓦斯掺混段、合格反应气出口、冷凝水排水口；

来自煤矿的瓦斯气从高浓瓦斯气入口和来自乏风系统的乏风从乏风入口进入掺混系统，两种成分的气体在掺混系统内充分掺混混合，合格气体从合格反应气出口排出进入所述氧化装置。

3.根据权利要求1所述的瓦斯氧化供暖系统，其特征在于，所述氧化装置包括沿着其轴向依次连接的入口段、蓄热材料预热段、蓄热材料氧化段和出口段，氧化装置经其所述出口段与余热锅炉连通。

4.根据权利要求3所述的瓦斯氧化供暖系统，其特征在于，氧化装置运行时，瓦斯首先进入入口段，在此段瓦斯初步预热至50℃-200℃，初步预热后的瓦斯进入蓄热材料预热段，在此被预热至350℃，同时被下游的氧化段点燃，在蓄热材料氧化段内稳定氧化，氧化后产生的650℃-950℃的高温烟气经出口段排出。

5.根据权利要求1所述的瓦斯氧化供暖系统，其特征在于，所述安防装置包括瓦斯入口、阻爆阀门、抑爆器、水封阻火泄爆器、传感器、瓦斯出口；传感器检测到火焰信号或爆炸信号后传入阻爆阀门关闭瓦斯气体，同时抑爆器在管道内喷射CO2抑爆气体。