一种乏风瓦斯的蓄热氧化装置的制作方法

1.本实用新型涉及瓦斯处理技术领域，具体为一种乏风瓦斯的蓄热氧化装置。


背景技术：

2.在矿场利用瓦斯泵站排放的低浓度瓦斯作为燃料，采用低浓度瓦斯蓄热氧化技术将甲烷氧化，产生高温烟气能够二次利用。通过项目的实施，能够减小大气污染物排放，具有良好的节能环保效益，同时充分利用了排空的低浓度瓦斯，节省了燃煤消耗，还可获得抽采瓦斯利用补贴，为矿方带来经济效益。
3.现有技术中，申请号为“201210217843.8”的一种多床式乏风瓦斯蓄热氧化装置，应用于煤矿生产过程中产生中乏风瓦斯逆流热氧化处理工艺中，装置包括氧化床、燃烧室、预热器、乏风进气管、烟气出气管、吹扫管路、烟气抽取管路、切换阀和控制单元。其中氧化床有三个或三个以上，为立式结构，四周设有保温耐火材料，在蓄热和放热循环之外增加了一个吹扫净化过程，从而防止未氧化乏风直接排到大气中，氧化率高达99％以上，同时在氧化床高温区与低温区之间设置有烟气抽取口，可以抽取部分高温烟气进行余热利用。
4.但是其仍然存在缺陷：1、上述装置不能在蓄热氧化处理前就对低浓度瓦斯和空气进行过滤，使得气体中的杂质容易污染后续的处理设备，增加吹扫装置的繁琐和清洁负担；2、上述装置中一共设置有三个氧化床，彼此之间具有一定的距离，不能快速、高效的对高温热气的热量进行回收，而且，三个氧化床并排设置的占地面积也较大，容易受到空间限制。


技术实现要素：

5.实用新型目的：本实用新型的目的在于提供一种乏风瓦斯的蓄热氧化装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.一种乏风瓦斯的蓄热氧化装置，包括：
7.过滤箱，所述过滤箱上分别连通设置有低浓度瓦斯进口和空气进口，所述过滤箱中设置有过滤装置；
8.蓄热室，所述蓄热室的内部从下到上依次固定设置有第一陶瓷蓄热体、第二陶瓷蓄热体和第三陶瓷蓄热体，进而将蓄热室的内部从下到上依次分成第一空腔、第二空腔、第三空腔和第四空腔，所述第一陶瓷蓄热体中开设有第一储气腔，所述第一储气腔通过导气管连通于过滤箱，所述第一储气腔上固定连通设置有多个连通管，所述连通管在贯穿第二陶瓷蓄热体后延伸至第三陶瓷蓄热体，所述第三陶瓷蓄热体中开设有第二储气腔，且所述连通管和第二储气腔相连通，所述第一陶瓷蓄热体、第二陶瓷蓄热体和第三陶瓷蓄热体上依次开设有下段换热通道、中段换热通道和上段换热通道，所述蓄热室的底部设置有终端出口管；以及
9.氧化室，所述氧化室通过进风管连通于第二储气腔，所述进风管上设置有第二电控阀，所述进风管和第三空腔之间连通设置有排风管。
10.优选的，所述过滤装置包括间隔设置的第一过滤板和第二过滤板。
11.优选的，所述第一过滤板和第二过滤板之间不接触设置有上阻流板和下阻流板，所述上阻流板固定于过滤箱的内腔上壁，且所述下阻流板固定于过滤箱的内腔下壁。
12.优选的，位于第二空腔和第三空腔的所述连通管外侧均套设有导热管，且所述连通管和导热管之间填充有熔盐储热介质。
13.优选的，所述终端出口管上设置有温度测量仪和第一电控阀，所述排风管和第一空腔之间连通设置有回流管，所述回流管上设置有第三电控阀和气泵。
14.有益效果：
15.1、本实用新型提供的乏风瓦斯的蓄热氧化装置，在蓄热室和氧化室的前端设置有过滤箱，可以提前对低浓度瓦斯和空气中的杂质污物进行过滤阻挡，避免其污染后续的设备，减轻人工清洁的负担，也简化了后续的蓄热室和氧化室，无需另行安装反吹扫等等清洁装置；
16.2、本实用新型提供的乏风瓦斯的蓄热氧化装置，在蓄热室的内部从下到上依次固定设置有第一陶瓷蓄热体、第二陶瓷蓄热体和第三陶瓷蓄热体，在进气时，气体从下到上，在气体经过氧化室的处理后，又会从上到下通过蓄热室，进而对第一陶瓷蓄热体、第二陶瓷蓄热体和第三陶瓷蓄热体进行交换蓄热，便于其对后续的新风进行预热，有效利用高温烟气，不仅更加节能，而且三个陶瓷蓄热体的位置设置更加合理，占地空间更小。
17.本实用新型提供了一种乏风瓦斯的蓄热氧化装置，能够对低浓度瓦斯和空气进行预先过滤，避免污染蓄热室和氧化室，且氧化处理后的高温烟气能够反向经过蓄热室，进而对新风进行交换预热，更加节能、高效。
附图说明
18.图1为本实用新型的整体结构的主视剖面示意图；
19.图2为本实用新型的蓄热室内部结构的主视剖面示意图；
20.图3为本实用新型的气体通过蓄热室预热后进入氧化室的流向示意图；
21.图4为本实用新型的氧化室的气体反流预热蓄热室的流向示意图；
22.图5为本实用新型的处理后的气体回流预热的流向示意图。
23.图中：1、过滤箱；2、低浓度瓦斯进口；3、空气进口；4、第一过滤板；5、第二过滤板；6、上阻流板；7、下阻流板；8、蓄热室；801、第一空腔；802、第二空腔；803、第三空腔；804、第四空腔；9、第一陶瓷蓄热体；901、第一储气腔；902、下段换热通道；10、第二陶瓷蓄热体；102、中段换热通道；11、第三陶瓷蓄热体；111、第二储气腔；112、上段换热通道；12、导气管；13、连通管；14、导热管；15、熔盐储热介质；16、终端出口管；17、温度测量仪；18、第一电控阀；19、氧化室；20、进风管；21、第二电控阀；22、排风管；23、回流管；24、第三电控阀；25、气泵。
具体实施方式
24.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。
25.本实用新型提供以下几种技术方案：
26.实施例一：
27.一种乏风瓦斯的蓄热氧化装置，包括：
28.过滤箱1，过滤箱1上分别连通设置有低浓度瓦斯进口2和空气进口3，二者进入过滤箱1的内部后会发生掺混，过滤箱1中设置有过滤装置，过滤装置可以对低浓度瓦斯和空气中的污染物进行过滤和阻挡，避免其污染后续的处理设备，使得后续的设备可以少装或者不装反吹扫等其他清洁装置，而是定期对过滤箱1进行清理即可，减轻负担；
29.蓄热室8，蓄热室8的内部从下到上依次固定设置有第一陶瓷蓄热体9、第二陶瓷蓄热体10和第三陶瓷蓄热体11，三者之间存在适当的间隙，进而将蓄热室8的内部从下到上依次分成第一空腔801、第二空腔802、第三空腔803和第四空腔804，第一陶瓷蓄热体9中开设有第一储气腔901，第一储气腔901通过导气管12连通于过滤箱1，由此，掺混后的低浓度瓦斯和空气的混合气体，会首先通过导气管12进入到第一陶瓷蓄热体9的第一储气腔901中，第一储气腔901上固定连通设置有多个连通管13，连通管13优选导热性能好的材料制成，例如金属管，等等，连通管13在贯穿第二陶瓷蓄热体10后延伸至第三陶瓷蓄热体11，第三陶瓷蓄热体11中开设有第二储气腔111，且连通管13和第二储气腔111相连通，第一陶瓷蓄热体9、第二陶瓷蓄热体10和第三陶瓷蓄热体11上依次开设有下段换热通道902、中段换热通道102和上段换热通道112，在氧化室19中处理后的高温烟气，会依次通过上段换热通道112、中段换热通道102和下段换热通道902，进而对第三陶瓷蓄热体11、第二陶瓷蓄热体10和第一陶瓷蓄热体9进行加热，使得后续的掺混气体可以得到预热，便于氧化反应的进行，蓄热室8的底部设置有终端出口管16，在经过氧化处理和回流预热后，气体最终从终端出口管16排出，可以直接排放或者是进行其他设备进行进一步的加工；以及
30.氧化室19，低浓度瓦斯和空气混合后的掺混气体在氧化室19中进行反应，反应后会形成高温烟气，氧化室19通过进风管20连通于第二储气腔111，进风管20上设置有第二电控阀21，在反应结束后，第二电控阀21打开，进风管20和第三空腔803之间连通设置有排风管22，高温烟气则通过排风管22进入到蓄热室8中，进而依次对第三陶瓷蓄热体11、第二陶瓷蓄热体10和第一陶瓷蓄热体9进行加热，实现对热量的回收利用，更加节能。
31.实施例二：
32.一种乏风瓦斯的蓄热氧化装置，包括：
33.过滤箱1，过滤箱1上分别连通设置有低浓度瓦斯进口2和空气进口3，二者进入过滤箱1的内部后会发生掺混，过滤箱1中设置有过滤装置，过滤装置可以对低浓度瓦斯和空气中的污染物进行过滤和阻挡，避免其污染后续的处理设备，使得后续的设备可以少装或者不装反吹扫等其他清洁装置，而是定期对过滤箱1进行清理即可，减轻负担；
34.蓄热室8，蓄热室8的内部从下到上依次固定设置有第一陶瓷蓄热体9、第二陶瓷蓄热体10和第三陶瓷蓄热体11，三者之间存在适当的间隙，进而将蓄热室8的内部从下到上依次分成第一空腔801、第二空腔802、第三空腔803和第四空腔804，第一陶瓷蓄热体9中开设有第一储气腔901，第一储气腔901通过导气管12连通于过滤箱1，由此，掺混后的低浓度瓦斯和空气的混合气体，会首先通过导气管12进入到第一陶瓷蓄热体9的第一储气腔901中，第一储气腔901上固定连通设置有多个连通管13，连通管13优选导热性能好的材料制成，例如金属管，等等，连通管13在贯穿第二陶瓷蓄热体10后延伸至第三陶瓷蓄热体11，第三陶瓷
蓄热体11中开设有第二储气腔111，且连通管13和第二储气腔111相连通，第一陶瓷蓄热体9、第二陶瓷蓄热体10和第三陶瓷蓄热体11上依次开设有下段换热通道902、中段换热通道102和上段换热通道112，在氧化室19中处理后的高温烟气，会依次通过上段换热通道112、中段换热通道102和下段换热通道902，进而对第三陶瓷蓄热体11、第二陶瓷蓄热体10和第一陶瓷蓄热体9进行加热，使得后续的掺混气体可以得到预热，便于氧化反应的进行，位于第二空腔802和第三空腔803的连通管13外侧均套设有导热管14，且连通管13和导热管14之间填充有熔盐储热介质15，熔盐储热介质15具有良好的导热性能，可以对高温烟气中的热量实现更好的吸收和传导，减轻热量损耗，蓄热室8的底部设置有终端出口管16，在经过氧化处理和回流预热后，气体最终从终端出口管16排出，可以直接排放或者是进行其他设备进行进一步的加工；以及
35.氧化室19，低浓度瓦斯和空气混合后的掺混气体在氧化室19中进行反应，反应后会形成高温烟气，氧化室19通过进风管20连通于第二储气腔111，进风管20上设置有第二电控阀21，在反应结束后，第二电控阀21打开，进风管20和第三空腔803之间连通设置有排风管22，高温烟气则通过排风管22进入到蓄热室8中，进而依次对第三陶瓷蓄热体11、第二陶瓷蓄热体10和第一陶瓷蓄热体9进行加热，实现对热量的回收利用，更加节能，终端出口管16上设置有温度测量仪17和第一电控阀18，排风管22和第一空腔801之间连通设置有回流管23，回流管23上设置有第三电控阀24和气泵25，当温度测量仪17检测到从终端出口管16中吹出的气体温度超过预定值时，可以关闭第一电控阀18，打开第三电控阀24和气泵25，使得从蓄热室8底部流出的气体能够通过回流管23、排风管22回流至蓄热室8中，进而对高温烟气进行再次吸热传导，减少热量浪费。
36.实施例三：
37.本实施例在上述实施例一或实施例二的基础上，对过滤装置进行了进一步的限定：过滤装置包括间隔设置的第一过滤板4和第二过滤板5，第一过滤板4和第二过滤板5可以采用相同或者不同的过滤介质，进而能够对低浓度瓦斯和空气中的污染物进行更加彻底的过滤拦截，第一过滤板4和第二过滤板5之间不接触设置有上阻流板6和下阻流板7，上阻流板6固定于过滤箱1的内腔上壁，且下阻流板7固定于过滤箱1的内腔下壁，由此，上阻流板6和下阻流板7配合使用，能够对低浓度瓦斯和空气的流向进行阻挡，进而促进二者的掺混，使得气体混合得更加均匀。
38.工作原理：
39.使用时，分别通过低浓度瓦斯进口2和空气进口3向过滤箱1的内部通入低浓度瓦斯和空气，这些气体会首先经过第一过滤板4，对其中的无污染进行拦截，以实现初步的过滤，然后，这些这些依次绕过上阻流板6和下阻流板7，在阻流转向的过程中实现掺混，接着，这些气体再通过第二过滤板5，进行进一步的过滤，最后，过滤后的掺混气体通过导气管12进入到蓄热室8。
40.气体首先进行的是蓄热室8底部的第一陶瓷蓄热体9中开设的第一储气腔901，在经过连通管13后，进入到第二储气腔111，然后通过进风管20进入到氧化室19，进行氧化处理，处理后产生的高温烟气中带有大量的热量，若直接排放则会对热量造成严重浪费，因此，在氧化处理后结束后，第二电控阀21打开、第三电控阀24关闭，高温烟气会通过排风管22进入到蓄热室8的第四空腔804，然后，高温气体依次通过第三陶瓷蓄热体11的上段换热
通道112、第二陶瓷蓄热体10的中段换热通道102和第一陶瓷蓄热体9的第一储气腔901，最终进入到第一空腔801，在上述的过程中，高温烟气能够对第一陶瓷蓄热体9、第二陶瓷蓄热体10和第三陶瓷蓄热体11都进行加热，使得后续通过的新风可以得到预热，进而促进反应的进行，在处理后，可以打开第一电控阀18，使得气体可以通过终端出口管16排放；但是，在排放的同时，可以打开温度测量仪17，若温度测量仪17检测到从终端出口管16中吹出的气体温度超过预定值时，可以关闭第一电控阀18，打开第三电控阀24和气泵25，使得从蓄热室8底部流出的气体能够通过回流管23、排风管22回流至蓄热室8中，进而对高温烟气进行再次吸热传导，减少热量浪费，使得该装置更加节能、环保。
41.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。