石煤自燃礦體熱能綜合回收系統的制作方法

本實用新型屬于生態環保技術領域，具體涉及一種石煤自燃礦體熱能綜合回收系統。

背景技術：

石煤形成于早元古代和早古生代的一種沉積的可燃有機巖。呈黑色或黑灰色。大多具有高灰、高硫、低發熱量和硬度大的特點。石煤是一種高變質的腐泥煤或藻煤。其成分除含有機碳外，還有氧化硅、氧化鈣和少量的氧化鐵、氧化鋁和氧化鎂等。石煤有各種不同的分類。按灰分和發熱量，可分為一般石煤和優質石煤：一般石煤的灰分為40％～90％，發熱量在16.7千焦/克以下；優質石煤的灰分為20％～40％，發熱量為16.7～27.1千焦/克。按結構、構造，可分為塊狀石煤、粒狀石煤、鱗片狀石煤和粉狀石煤。按石煤中礦物雜質的主次，分為硅質石煤、鈣質石煤等。

石煤在中國分布廣泛以南秦嶺區儲量最為豐富。石煤可作燃料，燃燒后的爐渣可制成炭化磚、水泥等建筑材料，還可從石煤中提取釩、鈾、鉬、鎳、銅、鈷等金屬元素。含碳量較高的優質石煤呈黑色，具有半亮光澤，雜質少；含碳量較少的石煤，呈偏灰色，暗淡無光，夾雜有較多的黃鐵礦、石英脈和磷、鈣質結核。石煤的發熱量不高，一般在800大卡/千克左右，是一種低熱值燃料。

我國是世界上少數幾個擁有石煤資源的國家之一，主要分布在長江中下游的湖南、湖北、安徽、江西、浙江等缺煤省份。我國石煤遍布我國20余個省區，僅浙江至廣西一條長約1600多公里的石煤礦帶，就蘊含著1億噸以上的五氧化二釩。其中浙江臨安火焰山是我國唯一自燃幾十年的石煤礦山。

具有石煤的礦區，由于煤田內能量積聚而又無處釋放，通常容易使得石煤發生自燃，最終導致煤炭燃燒。而石煤自燃后會產生大量的二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等有害氣體，除氣味傷人外，還會削弱地力，危害莊稼，形成酸雨影響水質。但是同時石煤中的硫鐵礦、磷結核成分較高，它們在氧化過程中釋放的熱量極高，通常情況下，石煤自燃產生的熱量不能得到有效的利用，而導致資源的浪費。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本實用新型提供了石煤自燃礦體熱能綜合回收系統，充分利用石煤自燃產生的熱量，提高資源的利用率。

本實用新型的技術方案為：石煤自燃礦體熱能綜合回收系統，包括：

收集石煤燃燒產生的尾氣的熱能回收管；

可與熱能回收管進行熱交換的熱交換單元；

用于對石煤燃燒產生的尾氣進行凈化處理的凈化單元。

石煤自燃產生的煙霧尾氣進入熱能回收管內，高熱量的煙霧尾氣與熱能回收管發生熱交換，再通過熱能回收管與熱交換單元發生熱交換，將熱量傳遞至熱交換單元，再通過熱交換單元進行熱能的利用。石煤自燃后會產生大量的二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等有害氣體，為了防止造成環境污染，本實用新型還對尾氣進行了凈化處理，通過凈化單元凈化處理。

本實用新型中熱交換單元的結構形式有多種，作為優選，所述熱交換單元包括第一熱交換單元以及第二熱交換單元，所述第一熱交換單元包括內部通有熱交換介質的熱交換管，所述熱交換管纏繞于熱能回收管外壁。

熱交換管與熱能回收管發生熱交換，然后熱交換管在于位于熱交換管內的熱交換介質進行熱交換，作為優選，所述熱交換介質為水。

作為優選，所述第二熱交換單元包括穿套于熱能回收管外部的熱交換套，所述熱交換套內壁與熱能回收管外壁之間形成供空氣通入的氣體室，所述熱交換套的一側開設有供空氣進入熱交換套內部的進氣口，與進氣口相對的一側開設有供空氣排出的排氣口，所述熱交換套內壁設有熱交換翅片。

外部的空氣從進氣口進入氣體室內，通過熱交換翅片使得熱能回收管內的熱量與空氣發生熱交換，進行熱交換的空氣再從排氣口排出。

石煤自燃后會產生大量的二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等有害氣體，為了降低環境污染，作為優選，所述凈化單元包括與所述熱能回收管相連通的燃燒室，所述燃燒室上設有用于將燃燒之后的尾氣排出的排氣管。進入燃燒室31內的尾氣燃燒除掉一氧化碳等氣體。

燃燒室燃燒時會產生大量的熱量，為了能夠充分利用產生的熱能，降低能源的消耗，作為優選，所述第一熱交換單元與第二熱交換單元之間的熱能回收管上設有與燃燒室的排氣管相連通的熱能循環管。

作為優選，所述凈化單元還包括裝有可溶解二氧化硫氣體的溶液的吸收池，所述排氣管的排氣端延伸至吸收池內，所述吸收池的頂部設有排氣口。通過吸收池32可以吸收除掉尾氣中的二氧化硫。

本實用新型可以根據需要，控制尾氣進入吸收池內的進氣量，便于調整凈化處理過程，作為優選，所述排氣管排氣端端口處設有用于調節排氣管排氣端端口口徑大小的擴口機構。

作為優選，所述擴口機構包括：

穿套于排氣管內的連接管，所述連接管包括與排氣管內壁固定連接的連接段以及與連接段鉸接配合的擴口段；

滑動穿套于擴口段外壁的滑套；

用于驅動滑套在所述擴口段上進行軸向滑動的驅動機構；

設置于擴口段內壁的環形復位彈簧。

本實用新型可以通過驅動機構驅動滑套滑動，滑套滑動時會擠壓擴口段，使得擴口段的口徑發生變化，從而實現對排氣管排氣端口徑的調節，進而調節尾氣進入吸收池內的進氣量，以便調控凈化進程，利于二氧化硫的吸收。

作為優選，所述環形復位彈簧為沿著擴口段軸向設置的多個。本實用新型中環形復位彈簧的數量設置，可以起到對擴口段口徑調控大小的限位作用，因此本實用新型可以根據需要設置環形復位彈簧的數量。

作為優選，所述驅動機構為電機，所述電機的電機軸與所述滑套固定連接。

作為優選，所述電機為步進電機。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果體現在：

本實用新型可以將石煤自燃產生的煙霧尾氣進行熱交換回收利用，而且石煤自燃后會產生大量的二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等有害氣體，為了防止造成環境污染，本實用新型還對尾氣進行了凈化處理，通過凈化單元凈化處理。因此本實用新型不但充分利用石煤自燃產生的煙霧尾氣熱能，還可以對尾氣進行凈化處理，大大提高了資源的利用率。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型廢氣處理的工藝流程圖。

圖3為本實用新型中第二熱交換單元的結構示意圖。

圖4為本實用新型中擴口機構的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本實用新型包括：收集石煤燃燒產生的尾氣的熱能回收管1；

可與熱能回收管進行熱交換的熱交換單元2；用于對石煤燃燒產生的尾氣進行凈化處理的凈化單元3。石煤自燃產生的煙霧尾氣進入熱能回收管1內，高熱量的煙霧尾氣與熱能回收管1發生熱交換，再通過熱能回收管1與熱交換單元2發生熱交換，將熱量傳遞至熱交換單元2，再通過熱交換單元2進行熱能的利用。石煤自燃后會產生大量的二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等有害氣體，為了防止造成環境污染，本實用新型還對尾氣進行了凈化處理，通過凈化單元凈化處理。

如圖1～圖3所示，本實用新型中熱交換單元的結構形式有多種，熱交換單元2包括第一熱交換單元21以及第二熱交換單元22，第一熱交換單元21包括內部通有熱交換介質的熱交換管211，熱交換管211纏繞于熱能回收管1外壁。熱交換管211與熱能回收管1發生熱交換，然后熱交換管211在于位于熱交換管211內的熱交換介質進行熱交換，作為優選，所述熱交換介質為水。第二熱交換單元22包括穿套于熱能回收管1外部的熱交換套221，熱交換套221內壁與熱能回收管1外壁之間形成供空氣通入的氣體室222，熱交換套221的一側開設有供空氣進入熱交換套221內部的進氣口223，與進氣口223相對的一側開設有供空氣排出的排氣口224，熱交換套221內壁設有熱交換翅片225。

如圖1～圖3所示，外部的空氣從進氣口223進入氣體室222內，通過熱交換翅片225使得熱能回收管1內的熱量與空氣發生熱交換，進行熱交換的空氣再從排氣口224排出。

如圖1和圖2所示，石煤自燃后會產生大量的二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等有害氣體，為了降低環境污染，凈化單元3包括與所述熱能回收管1相連通的燃燒室31，燃室31上設有用于將燃燒之后的尾氣排出的排氣管311。進入燃燒室31內的尾氣燃燒除掉一氧化碳等氣體。

燃燒室31燃燒時會產生大量的熱量，為了能夠充分利用產生的熱能，降低能源的消耗，第一熱交換單元21與第二熱交換單元22之間的熱能回收管1上設有與燃燒室31的排氣管311相連通的熱能循環管。凈化單元3還包括裝有可溶解二氧化硫氣體的溶液的吸收池32，排氣管311的排氣端延伸至吸收池32內，吸收池32的頂部設有排氣口321。通過吸收池32可以吸收除掉尾氣中的二氧化硫。

如圖4所示，本實用新型可以根據需要，控制尾氣進入吸收池內的進氣量，便于調整凈化處理過程，排氣管311排氣端端口處設有用于調節排氣管311排氣端端口口徑大小的擴口機構4。擴口機構4包括：穿套于排氣管311內的連接管41，連接管41包括與排氣管311內壁固定連接的連接段411以及與連接段 411鉸接配合的擴口段412；滑動穿套于擴口段412外壁的滑套42；用于驅動滑套42在所述擴口段412上進行軸向滑動的驅動機構(附圖中未畫出)；設置于擴口段412內壁的環形復位彈簧44。

如圖4所示，本實用新型可以通過驅動機構驅動滑套42滑動，滑套滑動時會擠壓擴口段412，使得擴口段412的口徑發生變化，從而實現對排氣管311排氣端口徑的調節，進而調節尾氣進入吸收池內的進氣量，以便調控凈化進程，利于二氧化硫的吸收。環形復位彈簧44為沿著擴口段412軸向設置的多個。本實用新型中環形復位彈簧的數量設置，可以起到對擴口段口徑調控大小的限位作用，因此本實用新型可以根據需要設置環形復位彈簧44的數量。本實用新型中驅動機構為電機，電機的電機軸與滑套42固定連接。電機為步進電機。