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1、10申请公布号CN102322692A43申请公布日20120118CN102322692ACN102322692A21申请号201110140964222申请日20110530F24J1/0020060171申请人湖南科技大学地址411201湖南省湘潭市雨湖区石码头2号72发明人郝小礼冯涛王鹏飞陈丽娟吕译谢东海李石林74专利代理机构湘潭市汇智专利事务所43108代理人颜昌伟54发明名称低浓度瓦斯热逆流催化氧化装置尾气热利用方法57摘要本发明公开了一种低浓度瓦斯热逆流催化氧化装置尾气热利用方法。本发明采用瓦斯催化氧化反应器对低浓度瓦斯烟气进行处理，将瓦斯催化氧化反应器排出的高温烟气依次通过串联。
2、的高温烟气换热器和低温烟气换热器，使烟气热量传递给流过换热器内的水流并使之温度升高，分别为用户提供高温热水和低温热水；降温之后的烟气再通过连接在瓦斯催化氧化反应器进气管上的回热器，将烟气的余热传递给低浓度瓦斯烟气，使低浓度瓦斯烟气进入瓦斯催化氧化反应器之前进行预热，进一步降温之后的烟气最后经连接在回热器排气管上的接力风机排放到大气中。本发明节约了能源资源，减少了能量的浪费，提高了排气热能的品位，延长了装置的使用寿命。51INTCL19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1页说明书3页附图1页CN102322700A1/1页21一种低浓度瓦斯热逆流催化氧化装置尾气热利用方法，其。
3、特征在于包括如下步骤采用瓦斯催化氧化反应器对低浓度瓦斯烟气进行处理，将瓦斯催化氧化反应器排出的高温烟气依次通过串联的高温烟气换热器和低温烟气换热器，使烟气热量传递给流过换热器内的水流并使之温度升高，分别为用户提供高温热水和低温热水；降温之后的烟气再通过连接在瓦斯催化氧化反应器进气管上的回热器，将烟气的余热传递给低浓度瓦斯烟气，使低浓度瓦斯烟气进入瓦斯催化氧化反应器之前进行预热，进一步降温之后的烟气最后经连接在回热器排气管上的接力风机排放到大气中。2根据权利要求1所述的低浓度瓦斯热逆流催化氧化装置尾气热利用方法，其特征在于在所述低温烟气换热器的进水管上安装调节阀用于调节水量，在低温烟气换热器的出。
4、水管上安装三通调节阀，三通调节阀的另外两个接口中的一个接口用于供应低温热水，一个接口与高温烟气换热器的进水管联通，低温热水通过高温烟气换热器进一步加热后，再通过高温烟气换热器的出水管供应高温热水。权利要求书CN102322692ACN102322700A1/3页3低浓度瓦斯热逆流催化氧化装置尾气热利用方法技术领域0001本发明属于矿山节能减排技术领域，具体涉及一种低浓度瓦斯热逆流催化氧化装置尾气热的利用方法。背景技术0002瓦斯是仅次于二氧化碳的主要温室气体，单位质量瓦斯所产生的温室效应相当于同质量二氧化碳的21倍。煤矿乏风是主要的瓦斯工业排放源之一，减排煤矿乏风瓦斯，可以减少温室气体排放。同。
5、时，煤矿瓦斯的主要成分为甲烷，是优质洁净的气体能源。煤矿乏风中的甲烷浓度非常低（一般小于1），浓度波动范围大，这些特点决定了煤矿乏风瓦斯很难利用传统燃烧器在没有辅助燃料的情况下直接进行燃烧。目前，几乎所有的煤矿都没有尝试回收和处理矿井乏风中的甲烷，而直接将其排放到大气之中，这不仅造成资源的巨大浪费，而且对大气环境造成严重的污染。0003现有技术中，有关煤矿乏风的利用装置有加拿大CANMET能源技术研制的CFRR催化燃烧器及美国SEQUA公司在MEGTEC系统中公布的可用于处理煤矿乏风的热力TFRR燃烧器。其工作原理是采用可再生热交换器实现气固之间的能量传输和转移，催化剂用于降低反应的活化能，从。
6、而降低乏风瓦斯氧化反应温度，使反应更易进行。装置启动时，由电加热元件预热反应器的蓄热体，使反应器中央温度达到点火温度（1000），矿井乏风以一个方向流入和通过反应器，气体被蓄热体加热，温度不断提高，直至甲烷氧化。然后，氧化的热气体继续向反应器的另一边移动，把热量传递给催化剂层和蓄热介质而逐渐降温。随着气体的不断进入，反应器入口一侧温度逐渐降低，出口侧温度逐渐升高。在入口侧没有足够的热量将气体加热到氧化温度以前，开始换向，气体流动方向发生反转，从另一端进气，重复上述的反应过程。该反应器的关键是将送入反应器中的气体不断变换流动方向，使气体在蓄热体中吸热升温，以保证氧化过程的自维持。TFRR反应器与。
7、CFRR反应器在工作原理和构造上大体相同，主要区别在于，CFRR反应器使用了氧化催化剂，降低了瓦斯氧化所需要的温度。0004综上所述，现有的技术存在以下缺点（1）从反应器出口排出的反应尾气仍具有较高温度，直接排至大气中而不进行热量回收，造成能量的浪费。（2）含有低浓度瓦斯的进气以常温进入反应器使得入口段温度下降较快，为使反应器能够维持自运行，需要气流换向周期短，电动阀动作频繁，这不仅会影响其使用寿命，而且会影响反应器内气流稳定性。（3）含有低浓度瓦斯的进气以常温进入反应器，加热到氧化温度所需时间较长，影响瓦斯的氧化效率。（4）频繁换向还会导致更多的瓦斯在换向时未经氧化而直接排出。发明内容000。
8、5本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供一种对低浓度瓦斯进行氧化反应后充分回收其反应热量的低浓度瓦斯热逆流催化氧化装置尾气热利用方法。0006本发明的方法包括如下步骤采用瓦斯催化氧化反应器对低浓度瓦斯烟气进行处说明书CN102322692ACN102322700A2/3页4理，将瓦斯催化氧化反应器排出的高温烟气依次通过串联的高温烟气换热器和低温烟气换热器，使烟气热量传递给流过换热器内的水流并使之温度升高，分别为用户提供高温热水和低温热水；降温之后的烟气再通过连接在瓦斯催化氧化反应器进气管上的回热器，将烟气的余热传递给低浓度瓦斯烟气，使低浓度瓦斯烟气进入瓦斯催化氧化反应器之前进行预热，进一。
9、步降温之后的烟气最后经连接在回热器排气管上的接力风机排放到大气中。0007更进一步，在所述低温烟气换热器的进水管上安装调节阀用于调节水量，在低温烟气换热器的出水管上安装三通调节阀，三通调节阀的另外两个接口中的一个接口用于供应低温热水，一个接口与高温烟气换热器的进水管联通，低温热水通过高温烟气换热器进一步加热后，再通过高温烟气换热器的出水管供应高温热水。0008本发明通过采用高温烟气换热器和低温烟气换热器串联，充分回收利用瓦斯氧化的反应热，为用户提供不同用途的高温热水和低温热水，同时通过回热器，进一步回收排气中的热量对进气进行加热，提高反应的进气温度，避免了反应器内因气流方向的频繁切换而致使运行。
10、工况不稳定的问题。0009由于采用上述技术方案，本发明的有益效果体现在如下几点（1）对反应器排气中的热量进行了充分利用，为用户提供不同要求的热水，节约了能源资源，减少了能量的浪费。0010（2）采用回热器，利用排气中的废热来预热装置的进气，提高了反应器的进气温度，缩短了进气瓦斯预热到氧化温度所需的时间，可提高瓦斯的氧化效率，同时提高装置的排气温度，从而提高排气热能的品位。0011（3）进气先经回热器预热后再送入反应器，可减缓反应器入口段温度衰减，从而延长反应器的气流换向周期，减少电动阀动作次数，这样不仅可以提高电磁阀的使用寿命，而且使得反应器内气流更稳定。0012（4）装置可降低由于频繁换而向。
11、导致的在换向时未经氧化而直接排出的乏风瓦斯量。附图说明0013图1是本发明的专用装置的结构示意图。具体实施方式0014下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。0015参见图1，在接力风机14的抽引下，含有低浓度瓦斯的进气通过低浓度瓦斯烟气排放管道经过滤器1滤除粉尘及杂物之后，由进气管2进入回热器3，在回热器3内，被经过高温烟气换热器11、低温烟气换热器12降温之后的净化烟气的余热所加热，预热之后的进气经进气管4进入瓦斯催化氧化反应器7。进气管4分为两支路管，分别与瓦斯催化氧化反应器7的两端相连接，在两支路管上分别装有电动阀5和电动阀6，电动阀5和电动阀6由控制装置控制开启，每次只开启其。
12、中的一个，使进气只能从瓦斯催化氧化反应器7的一端进入。反应器7的两端同时连接有排气管10，排气管10也分为两支路管，各装有电动阀8和电动阀9，电动阀8和电动阀9也由控制装置控制开启，每次只开启其中的一个，且与电动阀5和电动阀6交错开启，即开启电动阀5同时开启电动阀9，而开启电动阀6同时开启说明书CN102322692ACN102322700A3/3页5电动阀8，当一组电动阀开启时，另一组电动阀关闭，保证气流从反应器7的一端进入，而从另一端排出。0016从反应器7排出的高温烟气经排气管10依次进入高温烟气换热器11和低温烟气换热器12，将热量传给换热器内的水流，使水流温度升高，为用户提供不同温度。
13、的热水。经过高温烟气换热器11和低温烟气换热器12的排气仍然具有较高的温度，之后进入回热器3，对进气进行加热，温度进一步降低，降温之后的净化烟气进入排气管13，经接力风机14之后，经净化烟气排放管排入大气。0017低温烟气换热器12上装有进水管15，在进水管15上装有调节阀16，以调节进入低温烟气换热器12的水流量。经过低温烟气换热器12加热后的水流从出水管17流出，在低温烟气换热器12的出水管17上装有三通调节阀18，通过三通调节阀18可以调节低温热用户的供水量和进入高温烟气换热器11的供水量，三通调节阀18的一个端口与高温烟气换热器11的进水管19相连，经高温烟气换热器11进一步加热的热水。
14、从高温烟气换热器11的出水管20流出，送给高温热用户。高温烟气换热器11和低温烟气换热器12分别为不同热需求的用户提供高温热水和低温热水，通过调节调节阀16和三通调节阀18，可以调节出水温度和出水流量，以满足用户的需求。0018本发明通过高温烟气换热器11、低温烟气换热器12和回热器3，梯级利用瓦斯的反应热，既减少了能量浪费，又提高了进气温度，从而提高低浓度瓦斯的氧化效率，延长反应器的气流换向周期，并提高回收热能的品位。0019本发明可用于处理煤矿乏风中的低浓度瓦斯或者煤矿抽放系统排出的低浓度瓦斯，也可用于垃圾填埋场、污水处理厂或其他场合所产生的低浓度瓦斯的减排与利用。0020以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。说明书CN102322692ACN102322700A1/1页6图1说明书附图CN102322692A。