[发明专利]一种瓦斯蓄热氧化高温烟气熔盐换热系统和方法

说明书

本发明提供了一种瓦斯蓄热氧化高温烟气熔盐换热系统和方法，涉及低浓度烟气利用和换热设备技术领域，解决了低浓度瓦斯气体重复利用的技术问题。该换热系统包括进气单元、燃烧单元、排气单元和控制单元，所述进气单元提供气源并控制流速和流量，燃烧单元将瓦斯分解释放热量，并维持稳定的蓄热温度，排气单元对反应后的废气进行处理，控制单元监测温度信息、压力信息、流量信息和废气排放信息等，并控制进气单元、燃烧单元和排气单元的运行。该系统的各个单元协同工作，实现了低浓度瓦斯的蓄热氧化、熔盐换热和监控反应，提高了瓦斯蓄热氧化的工作效率和安全性能。

技术领域

本发明涉及低浓度烟气利用和换热设备技术领域，尤其是一种瓦斯蓄热氧化高温烟气熔盐换热系统和利用该系统进行烟气的熔盐换热的方法。

背景技术

瓦斯是煤炭开采的伴生物，不同类型的煤矿其瓦斯伴生的浓度不同，井下瓦斯爆炸事故具有较大的破坏力，并且施救难度大。同时大量煤层瓦斯随着井下抽放和矿井通风排放到空气中，不仅浪费了洁净能源，而且破坏了生态环境；但是由于矿井通风产生的瓦斯浓度较小所以重复利用的难度大。随着煤矿行业的发展，每年都会排放大量无法有效利用的低浓度瓦斯，可能会造成严重的温室效应和资源浪费。目前，利用蓄热氧化技术处理低浓度瓦斯是一种新发展的处理方式，该技术能够集中处理大量低浓度瓦斯，具有节能和环保双重意义。然而，现有的高温烟气熔盐换热系统存在运行性能不够高效、安全保障水平低等问题。由于现有的瓦斯蓄热氧化高温烟气熔盐换热系统与方法，不能解决低浓度气体利用问题，而且系统存在安全性、蓄热能力不足的问题，为此需要对现有的瓦斯蓄热氧化高温烟气熔盐换热系统和方法做进一步的改进。

发明内容

为了解决低浓度瓦斯气体重复利用的问题，实现低浓度瓦斯的蓄热氧化、熔盐换热、监控反应，提高系统的安全性和蓄热能力，保证低浓度瓦斯蓄热氧化效率，本发明提供了一种瓦斯蓄热氧化高温烟气熔盐换热系统和方法，具体技术方案如下。

一种瓦斯蓄热氧化高温烟气熔盐换热系统，包括进气单元、燃烧单元、排气单元和控制单元，所述进气单元包括气瓶、进气泵、流量控制器、阻火器和水冷装置，气瓶和进气泵的管路与流量控制器相连，流量控制器下游的气体管路上设置有阻火器，阻火器下游的气体管路上设置有水冷装置，进气单元控制气体管路内气体的流速、流量和气体浓度；所述燃烧单元包括燃烧器，燃烧器通过电热棒加热蓄热陶瓷，气体管路内的气体通入燃烧器进行高温氧化；所述排气单元包括气体分析仪和排空阀，燃烧器的排气管路连接排气单元；所述控制单元包括控制台和电气控制箱，控制台和电气控制箱联锁保护进气单元、燃烧单元和排气单元的工作。

优选的是，气瓶的下游的气体管路上依次设置有止回阀、手动控制阀、排空阀、压力表和电磁阀。

还优选的是，进气泵的下游的气体管路上依次设置有手动控制阀、排空阀、压力表和电磁阀。

还优选的是，流量控制器和阻火器之间，自上游至下游依次设置有共轭电磁阀、温度表和压力表。

还优选的是，阻火器和水冷装置之间的气体管路的支路上分别设置有真空泵和安全阀。

进一步优选的是，燃烧器包括加热棒、蓄热陶瓷、内墙、保温层和外壳，蓄热陶瓷设置在内墙包围的空间内，保温层设置在内墙的外侧，外壳罩设在燃烧器的外层。

进一步优选的是，排气单元的排气管路上分别设置有排空阀、气体分析仪和软密封闸阀，所述软密封闸阀的对侧还设置有高清摄像仪。

进一步优选的是，压力表、温度表、高清摄像仪和气体分析仪将监测信息传输至控制单元，控制单元对进气单元、燃烧单元和排气单元的工作进行控制。

一种瓦斯蓄热氧化高温烟气熔盐换热方法，利用上述的一种瓦斯蓄热氧化高温烟气熔盐换热系统，其特征在于，步骤包括：

S1.确定进气单元、燃烧单元和排气单元各个部件正常工作，检查气体管路和排气管路畅通，燃烧器预热至200℃，开启控制单元；