專利名稱：具有熱風再循環的煤礦乏風預熱催化氧化器的制作方法
技術領域：
本發明提供一種具有熱風再循環的煤礦乏風預熱催化氧化器，屬于超低濃度甲烷氧化技術領域。
背景技術：
煤礦瓦斯的主要成分為 甲烷，是一種可以利用的氣體能源。但為了提高煤礦生產的安全性，通常采用大量通風將瓦斯稀釋后直接將其排放到大氣之中。這種煤礦乏風瓦斯的直接排放一方面造成了有限的不可再生資源的巨大浪費，另一方面也加劇了大氣污染和溫室效應以100年計的甲烷溫室效應是二氧化碳的19倍，甲烷占全球氣候變暖份額的15%，僅次于二氧化碳。目前，我國煤礦每年向大氣排放的甲烷量高達180億Nm3，其中，乏風瓦斯占130多億Nm3。煤礦乏風排放量巨大，乏風瓦斯濃度很低，這兩個因素是制約其利用的主要難題，目前有效的利用方法是采用熱逆流氧化技術(Thermal Flow ReversalReactor,簡稱TFRR)和催化逆流氧化技術(Catalytic Flow Reversal,簡稱CFRR),采用TFRR技術處理煤礦乏風瓦斯已經在國內外成功的進行了商業應用，而CFRR技術尚未有在煤礦現場處理乏風瓦斯示范運行的報道。但是從實際應用的角度考慮，采用TFRR技術處理煤礦乏風瓦斯存在著占地相對較大、氧化床內蜂窩陶瓷在長期使用后會發生破碎堵塞、阻力損失很大、自動控制程度要求較高、操作技術要求很高等主要問題。山東理工大學在申報的專利(181110089124. 5)中公開了一種“煤礦乏風預熱催化氧化器”，乏風進入預熱器被加熱升溫，在催化氧化床層內氧化成二氧化碳和水，氧化后的熱氣體經預熱器降溫后排入大氣，該氧化器有效的克服了逆流氧化技術的問題。但是，由于乏風氧化后的熱氣體僅通過預熱器進行熱量回收，熱量回收效率較低，排煙熱損失高，有待于進一步改善。
發明內容
本發明目的是提供一種能克服或避免上述現有技術中存在的缺點或不足、功耗低、可靠性高、加熱起動快、熱量回收效率高的具有熱風再循環的煤礦乏風預熱催化氧化器。其技術方案為一種具有熱風再循環的煤礦乏風預熱催化氧化器，包括乏風送風系統、反應室、預熱器、熱風連接管和熱風擴張管；其中乏風送風系統包括送風機、第一乏風輸送管路、第二乏風輸送管路，其中第一乏風輸送管路的輸出端經送風機連通第二乏風輸送管路；反應室由設有第二保溫層的反應室殼體圍成，反應室內沿著氣體流動方向依次布置著電加熱絲和催化劑陶瓷層；預熱器采用間壁式氣-氣換熱器，預熱器與預熱器殼體之間有第一保溫層，其中預熱器的乏風入口與第二乏風輸送管路連通，預熱器的乏風出口依次通過熱風連接管、熱風擴張管與反應室的入口連通，預熱器的煙氣入口通過設有第三保溫層的過渡管與反應室的出口連通，預熱器的煙氣出口依次通過煙氣收縮管、煙氣出口管與外界大氣相連通；
其特征在于增設熱風再循環控制系統，包括設有再循環風機和再循環閥門的循環管道，循環管道的一端與過渡管連通，另一端與熱風連接管連通。本發明的主要優點和有益效果是I、在氧化器運行時，熱風再循環控制系統可以將氧化后的乏風煙氣直接送入熱風連接管，實現了部分熱風在氧化器內部的再循環，該部分熱量的回收率為100%，有效的提高了氧化器的熱量回收效率，減少了氧化器的排煙熱損失，有利于裝置的穩定運行。2、在氧化器加熱起動時，熱風再循環控制系統可以將加熱后的熱風直接送入熱風連接管，實現對預熱乏風的加熱，有效 的提高了經過電加熱絲前的預熱乏風溫度，使催化劑陶瓷層溫度升高率增加，氧化器加熱起動加快，加熱起動功耗小。
圖I是本發明實施例的結構示意圖。圖中1.送風機2.第一乏風輸送管路3.第二乏風輸送管路4.預熱器殼體5.第一保溫層6.熱風連接管7.循環管道8.再循環風機9.再循環閥門10.熱風擴張管11.電加熱絲12.反應室殼體13.第二保溫層14.催化劑陶瓷層15.第三保溫層16.過渡管17.預熱器18.煙氣收縮管19.煙氣出口管
具體實施例方式在圖I所示的實施例中乏風送風系統包括送風機I、第一乏風輸送管路2、第二乏風輸送管路3，其中第一乏風輸送管路2的輸出端經送風機I連通第二乏風輸送管路3 ;反應室由設有第二保溫層13的反應室殼體12圍成，反應室內沿著氣體流動方向依次布置著電加熱絲11和催化劑陶瓷層14 ;預熱器17采用間壁式氣-氣換熱器，預熱器17與預熱器殼體4之間有第一保溫層5，其中預熱器17的乏風入口與第二乏風輸送管路3連通，預熱器17的乏風出口依次通過熱風連接管6、熱風擴張管10與反應室的入口連通，預熱器17的煙氣入口通過設有第三保溫層15的過渡管16與反應室的出口連通，預熱器17的煙氣出口依次通過煙氣收縮管18、煙氣出口管19與外界大氣相連通；增設熱風再循環控制系統，包括設有再循環風機8和再循環閥門9的循環管道7，循環管道7的一端與過渡管16連通，另一端與熱風連接管6連通。
權利要求
1.一種具有熱風再循環的煤礦乏風預熱催化氧化器，包括乏風送風系統、反應室、預熱器(17)、熱風連接管(6)和熱風擴張管(10);其中 乏風送風系統包括送風機(I)、第一乏風輸送管路(2)、第二乏風輸送管路(3)，其中第一乏風輸送管路(2)的輸出端經送風機(I)連通第二乏風輸送管路(3)； 反應室由設有第二保溫層(13)的反應室殼體(12)圍成，反應室內沿著氣體流動方向依次布置著電加熱絲(11)和催化劑陶瓷層(14)； 預熱器(17)采用間壁式氣-氣換熱器，預熱器(17)與預熱器殼體(4)之間有第一保溫層(5)，其中預熱器(17)的乏風入口與第二乏風輸送管路(3)連通，預熱器(17)的乏風出口依次通過熱風連接管(6)、熱風擴張管(10)與反應室的入口連通，預熱器(17)的煙氣入口通過設有第三保溫層(15)的過渡管(16)與反應室的出口連通，預熱器(17)的煙氣出口依次通過煙氣收縮管(18)、煙氣出口管(19)與外界大氣相連通； 其特征在于增設熱風再循環控制系統，包括設有再循環風機(8)和再循環閥門(9)的循環管道(7)，循環管道(7)的一端與過渡管(16)連通，另一端與熱風連接管(6)連通。
全文摘要
本發明涉及一種具有熱風再循環的煤礦乏風預熱催化氧化器，包括乏風送風系統、反應室、預熱器、熱風連接管和熱風擴張管；其中乏風送風系統與預熱器乏風入口連通，預熱器乏風出口通過熱風連接管與反應室的入口連通，預熱器煙氣入口通過過渡管與反應室的出口連通，預熱器煙氣出口與外界大氣相連通，反應室內布置著電加熱絲和催化劑陶瓷層；其特征在于增設熱風再循環控制系統，包括設有再循環風機和再循環閥門的循環管道，循環管道的一端與過渡管連通，另一端與熱風連接管連通。本發明具有結構緊湊、功耗低、運行簡單、可靠性高、加熱起動快、熱量回收效率高等優點。
文檔編號B01D53/72GK102814148SQ20121027704
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月5日 優先權日2012年8月5日
發明者鄭斌, 劉永啟, 劉瑞祥, 毛明明, 孟建 申請人:山東理工大學