一種富氧瓦斯氣體脈動燃燒裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于瓦斯利用技術領域，具體涉及一種富氧瓦斯氣體脈動燃燒裝置。
【背景技術】
[0002]2014年，我國煤礦瓦斯抽采量達116億立方米，實施煤礦瓦斯抽采的礦井僅占全國礦井總數的30%。一般而言，甲烷濃度超過30%的瓦斯多數可作為民用燃氣供居民生活使用，但在實際生產中，80%以上的礦井抽采瓦斯屬甲烷濃度在30%以下的富氧瓦斯氣體，無法直接作為民用燃氣使用。在富氧瓦斯的利用方面，甲烷濃度為7%?30%的部分目前可利用內燃機瓦斯發電技術發電，甲烷濃度7%以下的部分因甲烷濃度過低無法利用不得不被放散，使得礦井所抽采的瓦斯實際利用率只有33%。與此同時，每年還有大約150億立方米的甲烷濃度在0.5%以下的礦井通風瓦斯直接排到大氣中，目前針對這部分礦井通風瓦斯的利用技術為乏風氧化利用技術，但該技術投資大、盈利能力弱而缺乏商業應用價值。
[0003]因此，每年大約有200多億立方米甲烷濃度在O?7%的煤礦瓦斯被放散，造成大量資源浪費和嚴重環境污染(甲烷對大氣的溫室效應是二氧化碳的25倍)。需要有低成本、高效利用的技術來解決礦井富氧瓦斯氣體綜合利用問題。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是克服上述不足，提供一種利用煤礦富氧瓦斯氣體作為供氧氣體，將其中的甲烷與燃油或煤粉混合在脈動燃燒器中充分燃燒產生高溫高壓蒸汽來供熱或發電的裝置，實現煤礦瓦斯的零排放。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種富氧瓦斯氣體脈動燃燒裝置，包括進氣裝置1、燃料加料器2、燃料加料控制器3、進氣閥4、混合室5、點火器6、脈動燃燒室7、尾管8、煙氣去耦室9、尾氣管10、集灰斗11、灰塵收集袋12和蒸汽鍋爐13，其特征在于，該裝置采用里克型燃燒器，下行式燃燒集灰模式，即上端封閉、下端開口的直管型燃燒器，所述燃燒器包括混合室5、點火器6、脈動燃燒室7和尾管8，進氣裝置I設在頂端，通過進氣閥4與混合室5連接，混合室5的一側設有燃料加料器2和燃料加料控制器3，脈動燃燒室7下部為尾管8，末端連接煙氣去耦室9，煙氣去耦室9上設有尾氣管10和集灰斗11，集灰斗11下面設有灰塵收集袋12，蒸汽鍋爐13與燃燒器溫度最高段脈動燃燒室7結合為一體。
[0006]所述進氣閥4是可以上下自由活動的，利用進氣裝置I與脈動燃燒室7的壓力差使閥芯上下移動實現燃燒器自主進氣的閥門。
[0007]所述燃燒器采用里克型燃燒器，是基于聲學上的四分之一波長諧振管的原理工作的，四分之一脈動燃燒器由一端開口、另一端封閉的直管構成。與封閉端相鄰的部分稱為混合室5，在封閉端裝有燃料加料控制器3和供燃燒用的富氧瓦斯氣體進氣閥4。當燃燒器內的壓力低于富氧瓦斯氣體或燃料的供給壓力時，進氣閥4自動打開，新鮮富氧瓦斯氣體通過進氣閥4進入混合室5與加入的燃料混合經點火器6點火后再進入脈動燃燒室7。當燃燒器內的壓力高于富氧瓦斯氣體的供給壓力時，進氣閥4自動關閉，燃燒器內的燃氣不會通過進氣閥4倒流。
[0008]本發明的有益效果:采用從上入料，下行燃燒的方式，這樣有利于利用重力均勻混合燃料，燃燒后粉塵經排灰斗進入灰塵收集袋，尾氣經尾氣管凈化冷卻，實現尾氣粉塵收集處理，結構簡單，避免燃燒器中粉塵堆積，免維護。
[0009]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明一種富氧瓦斯氣體脈動燃燒裝置的結構示意圖。
[0011]圖中:1、進氣裝置，2、燃料加料器，3、燃料加料控制器，4、進氣閥，5、混合室，6、點火器，7、脈動燃燒室，8、尾管，9、煙氣去耦室，10、尾氣管，11、集灰斗，12、灰塵收集袋，13、蒸汽鍋爐。
【具體實施方式】
[0012]參見圖1，本發明提出的一種富氧瓦斯氣體脈動燃燒裝置，包括進氣裝置1、燃料加料器2、燃料加料控制器3、進氣閥4、混合室5、點火器6、脈動燃燒室7、尾管8、煙氣去耦室9、尾氣管10、集灰斗11、灰塵收集袋12和蒸汽鍋爐13，其特征在于，該裝置采用里克型燃燒器，下行式燃燒集灰模式，即上端封閉、下端開口的直管型燃燒器，所述燃燒器包括混合室5、點火器6、脈動燃燒室7和尾管8，進氣裝置I設在頂端，通過進氣閥4與混合室5連接，混合室5的一側設有燃料加料器2和燃料加料控制器3，脈動燃燒室7下部為尾管8，末端連接煙氣去耦室9，煙氣去耦室9上設有尾氣管10和集灰斗11，集灰斗11下面設有灰塵收集袋12，蒸汽鍋爐13與燃燒器溫度最高段脈動燃燒室7結合為一體。
[0013]所述進氣閥4是可以上下自由活動的，利用進氣裝置I與脈動燃燒室7的壓力差使閥芯上下移動實現燃燒器自主進氣的閥門。
[0014]煤礦的通風瓦斯經引風道在自動配氣裝置的控制下與煤礦抽放系統抽出來的甲烷在30%以下部分礦井瓦斯(30%以上部分已經有其他有效利用方式)進行混合，使其在壓力為30?120kpa，甲烷濃度控制在4%以下，氧氣濃度控制在16 %以上，配成富氧瓦斯氣體；如果沒有需要處理的低濃度瓦斯抽放氣體也可以直接利用礦井通風瓦斯氣作為富氧瓦斯氣體。
[0015]當裝置靜態啟動時，進氣閥4的閥芯在重力作用下落下，閥門處于開啟狀態，富氧瓦斯氣體進入混合室5。
[0016]燃料加料控制器3根據富氧瓦斯氣體中甲烷、氧氣的濃度，按設置好的混合燃料濃度控制添加燃油或煤粉進入混合室5。
[0017]混合好的燃料在下行過程中，由點火器6點火，燃料在脈動燃燒室7中燃燒，燃燒器內的溫度和壓力開始升高，燃燒區膨脹，燃燒產物向兩端排出，此時，進氣閥4閥芯被頂起，閥門處于關閉狀態；由于氣流的慣性，使得燃燒器內壓力下降到大氣壓以下，形成負壓；在燃燒器負壓和閥芯的重力共同作用下，進氣閥4閥芯落下，富氧瓦斯氣體和燃料自動進入混合室5 ;以此同時，尾管8內的燃燒產物也返回脈動燃燒室7，在回流氣體的作用下使其壓力升高而壓縮，使新進入的富氧瓦斯氣體與燃料急速混合，被返回的高溫氣體重新點燃進入下一個循環，形成穩定的脈動燃燒。
[0018]利用脈動燃燒效率高、強度大、熱效率高、傳熱系數大的優點，將脈動燃燒室7和部分尾管8與蒸汽鍋爐13設計為一體，將燃燒器產生的熱能轉換為高溫高壓蒸汽供利用。
[0019]脈動燃燒室7的燃燒產物通過尾管8進入煙氣去耦室9，煙氣去耦室9設計成一個大的可通過尾氣管10控制排氣壓力的空間，從而控制噪聲、尾氣和粉塵排放，并對脈動燃燒的頻率等要素實施影響。
【主權項】
1.一種富氧瓦斯氣體脈動燃燒裝置，包括進氣裝置(I)、燃料加料器(2)、燃料加料控制器(3)、進氣閥(4)、混合室(5)、點火器(6)、脈動燃燒室(7)、尾管(8)、煙氣去耦室(9)、尾氣管(10)、集灰斗(11)、灰塵收集袋(12)和蒸汽鍋爐(13)，其特征在于，該裝置采用里克型燃燒器，下行式燃燒集灰模式，即上端封閉、下端開口的直管型燃燒器，所述燃燒器包括混合室(5)、點火器(6)、脈動燃燒室(7)和尾管(8)，進氣裝置⑴設在頂端，通過進氣閥(4)與混合室(5)連接，混合室(5)的一側設有燃料加料器(2)和燃料加料控制器(3)，脈動燃燒室(7)下部為尾管(8)，末端連接煙氣去耦室(9)，煙氣去耦室(9)上設有尾氣管(10)和集灰斗(11)，集灰斗(11)下面設有灰塵收集袋(12)，蒸汽鍋爐(13)與燃燒器溫度最高段脈動燃燒室(X)結合為一體。2.根據權利要求1所述的一種富氧瓦斯氣體脈動燃燒裝置，其特征在于，所述進氣閥(4)是可以上下自由活動的，利用進氣裝置(I)與脈動燃燒室(7)的壓力差使閥芯上下移動實現燃燒器自主進氣的閥門。
【專利摘要】本發明屬于瓦斯利用技術領域，涉及一種富氧瓦斯氣體脈動燃燒裝置，其特征是，采用里克型燃燒器，下行式燃燒集灰模式，即上端封閉、下端開口的直管型燃燒器，進氣裝置設在頂端，通過進氣閥與混合室連接。本發明采用從上入料，下行燃燒的方式，這樣有利于利用重力均勻混合燃料，燃燒后粉塵經排灰斗進入灰塵收集袋，尾氣經尾氣管凈化冷卻，實現尾氣粉塵收集處理，結構簡單，避免燃燒器中粉塵堆積，免維護。
【IPC分類】F23D14/46, F23D14/02
【公開號】CN104949122
【申請號】CN201510323513
【發明人】楊世梁
【申請人】貴州盤江煤層氣開發利用有限責任公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月12日