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1、10申请公布号CN103306716A43申请公布日20130918CN103306716ACN103306716A21申请号201310277231222申请日20130703E21F7/0020060171申请人中煤科工集团重庆研究院地址400039重庆市九龙坡区二郎科城路6号72发明人龙伍见兰波霍春秀康建东高鹏飞许慧娟逄锦伦李强李磊74专利代理机构北京同恒源知识产权代理有限公司11275代理人赵荣之54发明名称乏风瓦斯蓄热氧化系统及其联合预热启动方法57摘要本发明公开了一种乏风瓦斯蓄热氧化系统及其联合预热启动方法，乏风瓦斯蓄热氧化系统包括与煤矿风井出口连通的乏风瓦斯进气管、依次与乏风瓦斯。
2、进气管连通不少于2台的瓦斯蓄热氧化装置和依次与氧化装置连通的烟气出气管，乏风瓦斯进气管和烟气出气管与每台氧化装置之间均分别设置有进气阀和出气阀，还包括烟气抽取管和与烟气抽取管连通且用于抽取第一台氧化装置内烟气的抽气泵，烟气抽取管与每台氧化装置之间均设置有抽气阀，氧化装置中仅最接近煤矿风井出口的氧化装置内设置有预热装置，本发明仅在第一台乏风瓦斯蓄热氧化装置内设置有预热装置，可以达到乏风瓦斯蓄热氧化系统联合预热启动，减少预热装置的重复配置，节省大量投资和能源。51INTCL权利要求书2页说明书5页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图1页10申请公布号。
3、CN103306716ACN103306716A1/2页21一种乏风瓦斯蓄热氧化系统，包括与煤矿风井出口连通的乏风瓦斯进气管、依次与乏风瓦斯进气管连通不少于2台的瓦斯蓄热氧化装置和依次与氧化装置连通的烟气出气管，所述乏风瓦斯进气管和烟气出气管与每台氧化装置之间均分别设置有进气阀和出气阀，其特征在于还包括烟气抽取管和与烟气抽取管连通且用于抽取第一台氧化装置内烟气的抽气泵，所述烟气抽取管与每台氧化装置之间均设置有抽气阀，所述氧化装置中仅最接近煤矿风井出口的氧化装置内设置有预热装置。2如权利要求1所述的乏风瓦斯蓄热氧化系统，其特征在于所述抽气泵入口设置在氧化装置内靠近蓄热体的高温区。3如权利要求1或。
4、2所述的乏风瓦斯蓄热氧化系统，其特征在于所述预热装置设置为电加热器或燃油/气加热装置。4一种利用权利要求13任一项所述的乏风瓦斯蓄热氧化系统联合预热启动方法，其特征在于其步骤如下1）打开与氧化装置连通的进气阀和出气阀，使少量乏风瓦斯通入氧化装置，开启预热装置，对进入氧化装置内的乏风瓦斯进行预热，被预热装置加热后的乏风瓦斯流过氧化床时加热蓄热体，直到氧化装置内氧化床温度达到8001000，关闭预热装置，并通入额定量的乏风瓦斯，使氧化装置进入正常工作状态，氧化装置启动完成；2）启动抽气泵和开启与抽气泵连通的抽气阀，从氧化装置抽取高温烟气，使高温烟气充入烟气抽取管；3）打开第二台氧化装置与烟气抽取管。
5、之间的抽气阀，烟气抽取管内的高温烟气通过抽气阀充入氧化装置，高温烟气对进入氧化装置内的蓄热陶瓷进行预热，直到氧化装置内氧化床温度达到8001000，关闭抽气阀，停止向氧化装置内输送高温烟气，打开与第二台氧化装置连通的进气阀和出气阀，使乏风瓦斯通入该氧化装置，通入额定量的乏风瓦斯，使氧化装置进入正常工作状态，氧化装置启动完成；4）依照步骤2）的动作过程继续对下一台氧化装置进行预热启动，直到所有氧化装置均启动完成，实现乏风瓦斯蓄热氧化系统联合预热启动。5一种乏风瓦斯蓄热氧化系统，包括与煤矿风井出口连通的乏风瓦斯进气管、依次与乏风瓦斯进气管连通的不少于3台的瓦斯蓄热氧化装置和依次与氧化装置连通的烟气。
6、出气管，所述乏风瓦斯进气管和烟气出气管与每台氧化装置之间均分别设置有进气阀和出气阀，其特征在于所述第一台氧化装置与第二台氧化装置之间设置有烟气抽取管、抽气泵和抽气阀，所述第二台氧化装置与第三台氧化装置之间设置有烟气抽取管、抽气泵和抽气阀，依次类推，所述氧化装置中仅最接近煤矿风井出口的氧化装置内设置有预热装置。6一种如权利要求5所述的乏风瓦斯蓄热氧化系统联合预热启动方法，其特征在于其步骤如下1）打开与氧化装置连通的进气阀和出气阀，使乏风瓦斯通入氧化装置，开启预热装置，对进入氧化装置内的乏风瓦斯进行预热，被预热装置加热后的乏风瓦斯流过氧化床时加热蓄热体，直到氧化装置内氧化床温度达到8001000，。
7、关闭预热装置，并通入额定量的乏风瓦斯，使氧化装置进入正常工作状态，氧化装置启动完成；2）启动抽气泵和开启与抽气泵连通的抽气阀，从氧化装置抽取高温烟气，并权利要求书CN103306716A2/2页3通过烟气抽取管充入氧化装置，高温烟气对进入氧化装置内的蓄热材料进行预热，直到氧化装置内氧化床温度达到8001000，关闭抽气泵和抽气阀，停止向氧化装置内输送高温烟气，打开与第二台氧化装置连通的进气阀和出气阀，使乏风瓦斯通入该氧化装置，通入额定量的乏风瓦斯，使氧化装置进入正常工作状态，氧化装置启动完成；3）启动抽气泵和开启与抽气泵连通的抽气阀，从氧化装置抽取高温烟气，并通过烟气抽取管充入氧化装置，高温烟。
8、气对进入氧化装置内的蓄热材料进行预热，直到氧化装置内氧化床温度达到8001000，关闭抽气泵和抽气阀，停止向氧化装置内输送高温烟气，打开与第三台氧化装置连通的进气阀和出气阀，使乏风瓦斯通入该氧化装置，通入额定量的乏风瓦斯，使氧化装置进入正常工作状态，氧化装置启动完成；4）依照步骤3）的动作过程继续对下一台氧化装置进行预热启动，直到所有氧化装置均启动完成，实现乏风瓦斯蓄热氧化系统联合预热启动。权利要求书CN103306716A1/5页4乏风瓦斯蓄热氧化系统及其联合预热启动方法技术领域0001本发明属于用于或不用于其他目的的瓦斯排放方法或装置领域，具体是涉及一种乏风瓦斯蓄热氧化系统及其联合预热启动。
9、方法。背景技术0002煤矿通风瓦斯又称乏风瓦斯,乏风瓦斯中甲烷含量低且缺乏有效的利用手段，通常是采用直接将乏风瓦斯排入大气，一方面据有关资料统计，2008年通过乏风排入大气中的甲烷量已达到161亿M3，另一方面研究表明甲烷温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强，因此乏风瓦斯回收利用具有节能和环保双重意义。0003乏风瓦斯中甲烷含量低，无法直接被点燃或维持燃烧，这是开发利用乏风瓦斯的难点，随着人们对能源以及环境问题的重视，国内外对乏风瓦斯的处理和能量回收利用技术越发关注，目前乏风瓦斯的氧化利用多采用热逆流氧化技术，其工作原理为装置启动时由辅助加热手段将氧化床中心部分加热至高温，形成中。
10、心温度高、两侧温度低的温度场，乏风瓦斯初始从一个方向通过蜂窝陶瓷蓄热体，在流动过程中吸收热量温度逐渐升高并迅速氧化，氧化后的高温烟气继续流动并将后续的蓄热体加热，烟气自身温度降低后排出反应器；经过一定周期后，气流换向，如此循环往复，系统持续运行。0004煤矿风井出口乏风流量一般很大，可达几十万方/小时，而目前单台乏风瓦斯蓄热氧化装置最大处理量一般在6万M3/H左右，以一个乏风流量为60万M3/H风井出口为例，其可配置10台乏风瓦斯蓄热氧化装置，目前的现状是每台乏风瓦斯蓄热氧化装置均会配置电加热器或燃油/气预热系统，而预热系统仅在装置启动时使用，使用频率很低，每台装置均配置预热系统造成了资源的重。
11、复配置，需要耗费大量投资，并造成资源的浪费。发明内容0005有鉴于此，本发明的目的在于提供一种乏风瓦斯蓄热氧化系统及其联合预热启动方法，该乏风瓦斯蓄热氧化系统通过仅在第一台乏风瓦斯蓄热氧化装置内设置有预热装置，可以达到乏风瓦斯蓄热氧化系统联合预热启动，减少预热装置的重复配置，有效利用的资源，节省大量投资和能源。0006为了达到上述目的，本发明一种乏风瓦斯蓄热氧化系统，包括与煤矿风井出口连通的乏风瓦斯进气管、依次与乏风瓦斯进气管连通不少于2台的瓦斯蓄热氧化装置和依次与氧化装置连通的烟气出气管，所述乏风瓦斯进气管和烟气出气管与每台氧化装置之间均分别设置有进气阀和出气阀，还包括烟气抽取管和与烟气抽取。
12、管连通且用于抽取第一台氧化装置内烟气的抽气泵，所述烟气抽取管与每台氧化装置之间均设置有抽气阀，所述氧化装置中仅最接近煤矿风井出口的氧化装置内设置有预热装置。0007进一步，所述抽气泵入口设置在氧化装置内靠近蓄热体的高温区。0008进一步，所述预热装置设置为电加热器或燃油/气加热装置。0009本发明还揭示了一种乏风瓦斯蓄热氧化系统联合预热启动方法，其步骤如下说明书CN103306716A2/5页500101）打开与氧化装置连通的进气阀和出气阀，使少量乏风瓦斯通入氧化装置，开启预热装置，对进入氧化装置内的乏风瓦斯进行预热，被预热装置加热后的乏风瓦斯流过氧化床时加热蓄热体，直到氧化装置内氧化床温度达。
13、到8001000，关闭预热装置，并通入额定量的乏风瓦斯，使氧化装置进入正常工作状态，氧化装置启动完成；00112）启动抽气泵和开启与抽气泵连通的抽气阀，从氧化装置抽取高温烟气，使高温烟气充入烟气抽取管；00123）打开第二台氧化装置与烟气抽取管之间的抽气阀，烟气抽取管内的高温烟气通过抽气阀充入氧化装置，高温烟气对进入氧化装置内的蓄热陶瓷进行预热，直到氧化装置内氧化床温度达到8001000，关闭抽气阀，停止向氧化装置内输送高温烟气，打开与第二台氧化装置连通的进气阀和出气阀，使乏风瓦斯通入该氧化装置，通入额定量的乏风瓦斯，使氧化装置进入正常工作状态，氧化装置启动完成；00134）依照步骤2）的动作。
14、过程继续对下一台氧化装置进行预热启动，直到所有氧化装置均启动完成，实现乏风瓦斯蓄热氧化系统联合预热启动。0014本发明还揭示了另一种乏风瓦斯蓄热氧化系统，包括与煤矿风井出口连通的乏风瓦斯进气管、依次与乏风瓦斯进气管连通的不少于3台的瓦斯蓄热氧化装置和依次与氧化装置连通的烟气出气管，所述乏风瓦斯进气管和烟气出气管与每台氧化装置之间均分别设置有进气阀和出气阀，所述第一台氧化装置与第二台氧化装置之间设置有烟气抽取管、抽气泵和抽气阀，所述第二台氧化装置与第三台氧化装置之间设置有烟气抽取管、抽气泵和抽气阀，依次类推，所述氧化装置中仅最接近煤矿风井出口的氧化装置内设置有预热装置。0015本发明还揭示了另一。
15、种乏风瓦斯蓄热氧化系统联合预热启动方法，其步骤如下00161）打开与氧化装置连通的进气阀和出气阀，使乏风瓦斯通入氧化装置，开启预热装置，对进入氧化装置内的乏风瓦斯进行预热，被预热装置加热后的乏风瓦斯流过氧化床时加热蓄热体，直到氧化装置内氧化床温度达到8001000，关闭预热装置，并通入额定量的乏风瓦斯，使氧化装置进入正常工作状态，氧化装置启动完成；00172）启动抽气泵和开启与抽气泵连通的抽气阀，从氧化装置抽取高温烟气，并通过烟气抽取管充入氧化装置，高温烟气对进入氧化装置内的蓄热材料进行预热，直到氧化装置内氧化床温度达到8001000，关闭抽气泵和抽气阀，停止向氧化装置内输送高温烟气，打开与第。
16、二台氧化装置连通的进气阀和出气阀，使乏风瓦斯通入该氧化装置，通入额定量的乏风瓦斯，使氧化装置进入正常工作状态，氧化装置启动完成；00183）启动抽气泵和开启与抽气泵连通的抽气阀，从氧化装置抽取高温烟气，并通过烟气抽取管充入氧化装置，高温烟气对进入氧化装置内的蓄热材料进行预热，直到氧化装置内氧化床温度达到8001000，关闭抽气泵和抽气阀，停止向氧化装置内输送高温烟气，打开与第三台氧化装置连通的进气阀和出气阀，使乏风瓦斯通入该氧化装置，通入额定量的乏风瓦斯，使氧化装置进入正常工作状态，氧化装置启动完成；00194）依照步骤3）的动作过程继续对下一台氧化装置进行预热启动，直到所有氧化装置均启动完成。
17、，实现乏风瓦斯蓄热氧化系统联合预热启动。说明书CN103306716A3/5页60020本发明的有益效果在于0021本发明乏风瓦斯蓄热氧化系统及其联合预热启动方法通过在第一台乏风瓦斯蓄热氧化装置内设置有预热装置，依次与第一台乏风瓦斯蓄热氧化装置连通的其它乏风瓦斯蓄热氧化装置则利用从已启动的第/前一台乏风瓦斯蓄热氧化装置高温区域抽取的高温烟气逐台进行预热启动，这种乏风瓦斯蓄热氧化系统及其联合预热启动方法通过只配置一台预热装置，可以达到乏风瓦斯蓄热氧化系统联合预热启动，减少预热装置的重复配置，有效利用的资源，节省大量投资和能源。附图说明0022图1为本发明乏风瓦斯蓄热氧化系统的示意图；0023图2。
18、为本发明乏风瓦斯蓄热氧化系统另一种实施方式的示意图。0024附图标记1乏风瓦斯进气管；2抽气阀；3进气阀；4出气阀；5抽气阀；6进气阀；7出气阀；8抽气阀；9进气阀；10出气阀；11烟气抽取管；12烟气出气管；13氧化装置；14氧化装置；15预热装置；16氧化装置；17抽气泵；18抽气泵；19烟气抽取管路。具体实施方式0025下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。0026实施例一0027如图1所示为本发明乏风瓦斯蓄热氧化系统的示意图，本发明涉一种乏风瓦斯蓄热氧化系统，包括与煤矿风井出口连通的乏风瓦斯进气管1、依次与乏风瓦斯进气管1连通不少于2台的瓦斯蓄热氧化装置和依次与氧化装置连。
19、通的烟气出气管12，所述乏风瓦斯进气管1和烟气出气管12与每台氧化装置之间均分别设置有进气阀和出气阀，还包括烟气抽取管12和与烟气抽取管12连通且用于抽取第一台氧化装置16内烟气的抽气泵17，所述烟气抽取管12与每台氧化装置之间均设置有抽气阀，所述氧化装置中仅最接近煤矿风井出口的氧化装置16内设置有预热装置15，以本实施例中瓦斯蓄热氧化装置设置为三台为例，分别为氧化装置16、氧化装置14和氧化装置13，本实施例通过在第一台乏风瓦斯蓄热氧化装置16内设置有预热装置15，依次与第一台乏风瓦斯蓄热氧化装置16连通的氧化装置14和氧化装置13则利用从已启动的第一台乏风瓦斯蓄热氧化装置16高温区域抽取的。
20、高温烟气逐台进行预热启动，这种乏风瓦斯蓄热氧化系统及其联合预热启动方法通过只配置一台预热装置，可以达到乏风瓦斯蓄热氧化系统联合预热启动，减少预热装置的重复配置，有效利用的资源，节省大量投资和能源。0028进一步，所述抽气泵入口设置在氧化装置16内靠近蓄热体的高温区，本实施例中蓄热体设置为蓄热陶瓷。0029进一步，所述预热装置15设置为电加热器或燃油/气加热装置，本实施例优选的预热装置15设置为电加热器。0030本发明还揭示了一种乏风瓦斯蓄热氧化系统联合预热启动方法，其步骤如下00311）打开与氧化装置连通的进气阀3和出气阀4，使乏风瓦斯通入氧化装置16，开启预热装置15，对进入氧化装置16内的。
21、乏风瓦斯进行预热，被预热装置15说明书CN103306716A4/5页7加热后的乏风瓦斯流过氧化床加热蓄热体，直到氧化装置16内氧化床温度达到8001000，关闭预热装置16，并通入额定量的乏风瓦斯，使氧化装置16进入正常工作状态，氧化装置16启动完成，本步骤中前期通过控制进气阀3使少量乏风瓦斯从进入氧化装置16，被预热装置15加热后流过氧化床加热蓄热体，最后通过出气阀4从烟气出气管12排出，在流过氧化床加热蓄热体时，气体流动方向周期性切换，使氧化床形成上高下低的温度场，直到高温区蓄热陶瓷温度达到8001000，此时关闭预热系统，增加进入氧化装置16的乏风瓦斯量，使之达到氧化装置16的额定处理。
22、量，氧化装置16持续运行一段时间后达到稳定状态，氧化装置16预热启动完成。00322）启动抽气泵17和开启与抽气泵17连通的抽气阀2，从氧化装置16抽取高温烟气，使高温烟气充入烟气抽取管11；00333）打开第二台氧化装置14与烟气抽取管11之间的抽气阀5，烟气抽取管11内的高温烟气通过抽气阀5充入氧化装置14，高温烟气进入氧化装置14内的蓄热材料进行预热，直到氧化装置14内氧化床温度达到8001000，关闭抽气阀5，停止向氧化装置14内输送高温烟气，打开与第二台氧化装置14连通的进气阀6和出气阀7，使乏风瓦斯通入该氧化装置14，通入额定量的乏风瓦斯，使氧化装置14进入正常工作状态，氧化装置1。
23、4启动完成；4）打开第三台氧化装置13与烟气抽取管11之间的抽气阀8，烟气抽取管11内的高温烟气通过抽气阀8充入氧化装置13，高温烟气对进入氧化装置13内的蓄热材料进行预热，直到氧化装置13内氧化床温度达到8001000，关闭抽气阀8，停止向氧化装置13内输送高温烟气，打开与第三台氧化装置13连通的进气阀9和出气阀10，使乏风瓦斯通入该氧化装置13，通入额定量的乏风瓦斯，使氧化装置13进入正常工作状态，氧化装置13启动完成。0034实施例二0035如图2所示为本发明乏风瓦斯蓄热氧化系统另一种实施方式的示意图。本发明还揭示了另一种乏风瓦斯蓄热氧化系统包括与煤矿风井出口连通的乏风瓦斯进气管1、依次。
24、与乏风瓦斯进气管1连通的不少于3台的瓦斯蓄热氧化装置和依次与氧化装置连通的烟气出气管12，所述乏风瓦斯进气管1和烟气出气管12与每台氧化装置之间均分别设置有进气阀和出气阀，所述第一台氧化装置16与第二台氧化装置14之间设置有烟气抽取管11、抽气泵17和抽气阀3，所述第二台氧化装置14与第三台氧化装置13之间设置有烟气抽取管19、抽气泵18和抽气阀5，依次类推，所述氧化装置中仅最接近煤矿风井出口的氧化装置16内设置有预热装置15，本实施例通过在第一台乏风瓦斯蓄热氧化装置16内设置有预热装置15，依次与第一台乏风瓦斯蓄热氧化装置16连通的氧化装置14和氧化装置13则利用从已启动的前一台乏风瓦斯蓄热。
25、氧化装置16高温区域抽取的高温烟气逐台进行预热启动，这种乏风瓦斯蓄热氧化系统及其联合预热启动方法通过只配置一台预热装置，可以达到乏风瓦斯蓄热氧化系统联合预热启动，减少预热装置的重复配置，有效利用的资源，节省大量投资和能源，该结构相比较实施例一有利于较多台数氧化装置之间的联合预热启动，避免了长距离之间的高温烟气的运输。0036本发明还揭示了另一种乏风瓦斯蓄热氧化系统联合预热启动方法，其步骤如下00371）打开与氧化装置16连通的进气阀3和出气阀4，使乏风瓦斯通入氧化装置16，开启预热装置15，对进入氧化装置16内的乏风瓦斯进行预热，被预热装置15说明书CN103306716A5/5页8加热后的乏。
26、风瓦斯流过氧化床加热蓄热体，直到氧化装置16内氧化床温度达到8001000，关闭预热装置15，并通入额定量的乏风瓦斯，使氧化装置16进入正常工作状态，氧化装置16启动完成；00382）启动抽气泵17和开启与抽气泵17连通的抽气阀2，从氧化装置16抽取高温烟气，并通过烟气抽取管11充入氧化装置14，高温烟气对进入氧化装置14内的蓄热材料进行预热，直到氧化装置14内氧化床温度达到8001000，关闭抽气泵6和抽气阀7，停止向氧化装置14内输送高温烟气，打开与第二台氧化装置14连通的进气阀6和出气阀7，使乏风瓦斯通入该氧化装置14，通入额定量的乏风瓦斯，使氧化装置14进入正常工作状态，氧化装置14启。
27、动完成；00393）启动抽气泵18和开启与抽气泵18连通的抽气阀5，从氧化装置14抽取高温烟气，并通过烟气抽取管19充入氧化装置13，高温烟气对进入氧化装置13内的蓄热材料进行预热，直到氧化装置13内氧化床温度达到8001000，关闭抽气泵9和抽气阀10，停止向氧化装置13内输送高温烟气，打开与第三台氧化装置13连通的进气阀9和出气阀10，使乏风瓦斯通入该氧化装置13，通入额定量的乏风瓦斯，使氧化装置13进入正常工作状态，氧化装置启动完成；00404）依照步骤3）的动作过程继续对下一台氧化装置进行预热启动，直到所有氧化装置均启动完成，实现乏风瓦斯蓄热氧化系统联合预热启动。0041最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。说明书CN103306716A1/1页9图1图2说明书附图CN103306716A。