一种用于煤矿井筒加热的瓦斯蓄热氧化熔盐储热调峰系统的制作方法

1.本发明属于瓦斯热量回收利用技术领域，涉及一种用于煤矿井筒加热的瓦斯蓄热氧化熔盐储热调峰系统。


背景技术：

2.低浓度瓦斯在蓄热氧化装置内发生氧化反应释放出热量，其中一部分热量用于维持氧化装置自身热量平衡，多余的热量以高温烟气的形式输出，高温烟气余热量大，长期排放不仅浪费资源，也对大气环境造成了不可忽视的热污染。
3.瓦斯氧化产生热能主要用于煤矿井筒防冻、建筑物取暖、洗浴及发电等方面。但井筒加热、取暖等用能需求昼夜间差异较大，抽采瓦斯流量变化也会引起蓄热氧化热能供应量的大幅波动，造成供热能力无法满足热负荷稳定需求，或设计供热能力过大造成投资浪费及能量过剩，并增加系统运行成本。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于解决瓦斯氧化后产生的多余热能浪费的问题，提出一种用于煤矿井筒加热的瓦斯蓄热氧化熔盐储热调峰系统。
5.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种用于煤矿井筒加热的瓦斯蓄热氧化熔盐储热调峰系统，其特征在于：包括瓦斯氧化装置、熔盐蓄热单元、空气熔盐换热器、新风管道、熔盐空气换热器；
7.所述瓦斯氧化装置，用于将低浓度瓦斯高温氧化并产生高温烟气；所述瓦斯氧化装置上设有井筒供热管道和高温烟气管道；所述高温烟气管道与空气熔盐换热器连通；
8.所述熔盐蓄热单元，其内设有用于储热的熔盐；
9.所述空气熔盐换热器分别与所述瓦斯氧化装置、熔盐蓄热单元连接，所述高温烟气通过空气熔盐换热器与熔盐蓄热单元中的熔盐进行热交换；
10.所述熔盐换热器一端与新风管道连接，另一端与热风管道连接；所述熔盐通过熔盐空气换热器与新风进行热交换，所述新风吸热后变为热风，为井筒供热。
11.本基础方案通过瓦斯氧化装置将低浓度瓦斯氧化产生的能量进行利用，其产生的高温烟气中的热量通过熔盐蓄热单元储存起来，并通过换热器输送至井筒进行防冻，实现对昼夜间热负荷的“削峰填谷”，满足全天用热需求，减少能源浪费。
12.进一步，所述熔盐储热单元包括低温熔盐罐、高温熔盐罐、熔盐吸热管道、熔盐放热管道，所述低温熔盐罐与高温熔盐罐通过熔盐吸热管道、熔盐放热管道连接，构成熔盐循环回路；所述空气熔盐换热器设于熔盐吸热管道上，所述熔盐空气换热器设于熔盐放热管道上。
13.进一步，所述熔盐吸热管道上还设有熔盐加热器，所述熔盐加热器设于空气熔盐换热器与高温熔盐罐之间。
14.进一步，所述空气熔盐换热器与高温熔盐罐之间还设有控制阀，所述控制阀与所
述熔盐加热器并联。
15.进一步，所述热风管道上设有混兑风机，所述新风管道通过混兑管道与混兑风机连接；所述新风与热风通过混兑风机混兑后进入井筒加热管道。
16.进一步，所述热风管道上还设有预热管道，所述预热管道位于混兑风机与熔盐空气换热器之间，所述新风管道上还设有空气预热器，所述空气预热器通过预热管道与热风管道连通；所述空气预热器位于熔盐空气换热器入口端；将热风管道中的热风与新风混合，用于新风预热。
17.进一步，所述井筒供热管道、高温烟气管道、热风管道上均还设有温度传感器和压力传感器和流量传感器。
18.进一步，所述低温熔盐罐、高温熔盐罐上均设有温度传感器和压力传感器。
19.本发明的有益效果在于：
20.1)本发明中将低浓度瓦斯氧化产生的高温烟气中的热量通过熔盐蓄热单元储存起来，并通过换热器输送至井筒进行防冻，实现对昼夜间热负荷的“削峰填谷”，满足全天用热需求，减少能源浪费。
21.2)本发明采用熔盐作为储热材料，熔盐熔点较高，储热能力强，适宜高温烟气，能充分吸收高温烟气中的热能，有效提高瓦斯余热回收率。
22.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
23.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
24.图1为本发明中系统整体示意图。
25.附图标记：1-井筒；2-瓦斯氧化装置；3-井筒供热管道；4-高温烟气管道；5-空气熔盐换热器；6-低温熔盐罐；7-高温熔盐罐；8-熔盐加热器；9-熔盐吸热管道；10-熔盐放热管道；11-熔盐空气换热器；12-新风管道；13-空气预热器；14-预热管道；15-热风管道；16-混兑风机；17-混兑管道；18-控制阀。
具体实施方式
26.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不
代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
28.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
29.请参阅图1，为一种用于煤矿井筒1加热的瓦斯蓄热氧化熔盐储热调峰系统，包括：
30.用于低浓度瓦斯高温氧化并产生高温烟气的瓦斯氧化装置2，瓦斯氧化装置2上安装有井筒供热管道3和高温烟气管道4，瓦斯氧化装置2通过井筒供热管道3与井筒1连通，为井筒1供热；高温烟气管道4与空气熔盐换热器5连通；
31.熔盐蓄热单元，其内设置有用于吸热、放热的熔盐；
32.空气熔盐换热器5，空气熔盐换热器5分别与瓦斯氧化装置2、熔盐蓄热单元连接，高温烟气通过空气熔盐换热器5与熔盐蓄热单元中的熔盐进行热交换；
33.用于引入新风的新风管道12，热风管道15；新风管道12通过热风管道15与井筒供热管道3连通；
34.熔盐空气换热器11，熔盐换热器一端与新风管道12连接，另一端与热风管道15连接；熔盐通过熔盐空气换热器11与新风进行热交换，新风吸热后变为热风，热风通过井筒供热管道3为井筒1供热。
35.本实施例中，熔盐储热单元包括低温熔盐罐6、高温熔盐罐7、熔盐吸热管道9、熔盐放热管道10，低温熔盐罐6与高温熔盐罐7通过熔盐吸热管道9、熔盐放热管道10连接，构成熔盐循环回路；空气熔盐换热器5熔盐吸热管道9上，熔盐空气换热器11安装在熔盐放热管道10上。熔盐吸热管道9上还安装有熔盐加热器8，熔盐加热器8安装在空气熔盐换热器5与高温熔盐罐7之间。空气熔盐换热器5与高温熔盐罐7之间还安装有控制阀18，控制阀18与熔盐加热器8并联。
36.本实施例中，热风管道15上安装有混兑风机16，新风管道12通过混兑管道17与混兑风机16连接；新风与热风通过混兑风机16混兑后进入井筒1加热管道。热风管道15上还安装有预热管道14，预热管道14位于混兑风机16与熔盐空气换热器11之间，新风管道12上还安装有空气预热器13，空气预热器13通过预热管道14与热风管道15连通；空气预热器13位于混兑管道17与新风管道12的连接处与熔盐空气换热器11之间，将热风管道15中的热风用于新风预热。
37.本实施例中，井筒供热管道3、高温烟气管道4、热风管道15上均还安装有温度传感器和压力传感器和流量传感器，低温熔盐罐6、高温熔盐罐7上均安装有温度传感器和压力传感器。
38.本实施例中，当瓦斯氧化装置2产生的热能充足，高温烟气通过空气熔盐换热器5将热量传递给熔盐，熔盐吸热后存储至高温熔盐罐7中，当瓦斯氧化装置2产生的热能不能满足井筒1供热需求时，高温熔盐罐7中的熔盐通过熔盐空气换热器11将热量传递给新风，新风吸热后变为热风，为井筒1供热；当高温烟气温度较低时，熔盐加热器8开启，为熔盐加
热，保证熔盐储热量。
39.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。