[发明专利]抽采瓦斯稀释混合除雾器

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿乏风瓦斯氧化装置的供气设备，特别涉及一种煤矿乏风瓦斯氧化装置的抽采瓦斯与乏风瓦斯或空气的稀释混合除雾器，属于超低浓度甲烷热逆流氧化和低密度能量回收技术领域。

背景技术

全球范围内采煤每年释放的甲烷量约49Mt，约占全球范围内甲烷排放总量的9％左右。甲烷在大气中的浓度是各温室气体中增长最快的一个，因其强烈的温室效应，甲烷的排放必须受到有效的控制。我国每年抽采瓦斯约为50多亿立方米。其中利用的抽采瓦斯仅占1/4～1/3，其余都处于排空状态。特别是浓度低于8％的低浓度抽采瓦斯无法进行民用或发电利用，只有排空。这些被排入到大气中的甲烷不仅造成严重的大气污染，而且极大地浪费了能源。

煤矿乏风热逆流氧化装置是对超低浓度甲烷进行利用的先进技术，可以将抽采瓦斯与空气或者煤矿乏风瓦斯混合稀释后送入氧化装置内进行氧化利用。为了保证煤矿乏风瓦斯氧化装置安全运行，要求进入氧化装置氧化床的瓦斯气体浓度要远远低于瓦斯的爆炸极限，一般来说要小于1.5％，不能出现局部过浓现象。煤矿抽采瓦斯稀释混合除雾器是该氧化装置中保证抽采瓦斯与空气或者煤矿乏风瓦斯混合均匀性的关键部件，可以配制出甲烷浓度为0.3％～1.2％的均匀混合气。瓦斯在输送过程中为了防止摩擦起火爆炸，常用细水雾喷洒降温，并采用湿式阻火器保证氧化装置的安全，因此瓦斯到达装置入口时湿度很大，影响到下一步在装置内的氧化利用，稀释混合除雾器可以对抽采瓦斯进行气水分离，除湿导流，保证瓦斯进入氧化装置后的干燥。稀释混合除雾器性能的好坏在很大程度上影响甲烷的转化率、装置的稳定性、经济性和安全性。

在专利“氧化装置瓦斯气掺混进气系统”(CN200920025062.2)中，瓦斯混合器的主管和副管设计比较复杂，而且高浓度的瓦斯气体360°范围内从很细的副管进入瓦斯进气主管，增加了高浓度瓦斯与壁面摩擦发生爆炸的危险。在专利“煤矿抽采瓦斯与乏风瓦斯的混合器”(CN201010274136.3)中，混合器的结构复杂而且其均布小孔的瓦斯引射管的圆锥尾管会带来很大的流动阻力，增加输运瓦斯的能耗。并且以上专利都没有对抽采瓦斯进行除湿导流的功能，目前还未见有结构和性能都比较完善的瓦斯稀释混合除雾器。

发明内容

本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷，弥补现有煤矿乏风瓦斯氧化装置供气技术的不足，提供一种将抽采瓦斯、乏风瓦斯或空气均匀混合，降低到安全的浓度，并且进行汽水分离和除湿导流的抽采瓦斯稀释混合除雾器。其技术方案为：

一种抽采瓦斯稀释混合除雾器，包括管状的壳体和瓦斯引射管，瓦斯引射管包括入口管和安装在入口管出口端的扩张管，其中入口管为90°弯管、入口端设置在壳体外，入口管靠近入口端的直管段垂直穿入壳体内、靠近出口端的直管段水平设置在壳体内，与扩张管相连并且朝向壳体的出口端，其特征在于：增设内螺旋叶片、挡流环、加强筋、导流槽、导流管、水封槽和导流锥，导流锥为锥体结构，位于扩张管内、尖头背向扩张管的出口端，扩张管、壳体与导流锥之间经过加强筋固定连接，入口管靠近出口端的直管段、扩张管和导流锥的轴线位于壳体的轴心，内螺旋叶片固定在入口管的出口端的直管段内，入口管的水平直线段的底部设有向下倾斜的导流槽，导流槽的末端止于入口管出口端的前端，导流槽的末端设有导流管，导流管从壳体穿出并插入水封槽内，挡流环环绕入口管固定在入口管的内壁上，且位于导流管靠近扩张管的一侧。

所述的抽采瓦斯稀释混合除雾器，壳体和入口管的管径不变，扩张管采用内径渐大的变径管、扩张角度在30°到90°之间，扩张管的出口截面积在壳体截面积的50％-80％之间。

所述的抽采瓦斯稀释混合除雾器，入口管的弯头至扩张管出口端之间的轴向距离不小于入口管管径的6倍。

所述的抽采瓦斯稀释混合除雾器，扩张管的出口端与壳体出口端之间的轴向距离不低于壳体管径的2倍。

所述的抽采瓦斯稀释混合除雾器，内螺旋叶片的周边焊接固定在入口管靠近出口端的直管段内管壁上、内径为零、外径与入口管的内径相同，内螺旋叶片的旋转圈数大于1圈。

所述的抽采瓦斯稀释混合除雾器，导流槽长度大于内螺旋叶片长度的1.5倍，导流槽有向下5°到30°的倾斜角度。

所述的抽采瓦斯稀释混合除雾器，挡流环的周边焊接固定在入口管靠近出口端的直管段内管壁上、高度是入口管管径的1/10到1/5。

所述的抽采瓦斯稀释混合除雾器，导流管插入水封槽内的深度超过0.5米。