雙反應(yīng)室預(yù)熱催化氧化裝置機械調(diào)節(jié)式進氣均流系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明具體涉及一種雙反應(yīng)室預(yù)熱催化氧化裝置機械調(diào)節(jié)式進氣均流系統(tǒng)，屬于煤礦通風瓦斯利用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦生產(chǎn)過程中為了提高安全性，通常采用大量通風來排放煤礦瓦斯(稱為礦井乏風，Ventilat1n Air Methane，簡稱VAM)。甲燒是煤礦瓦斯和很多工業(yè)廢氣的主要成分，是僅次于二氧化碳的第二大溫室氣體，但同時也是優(yōu)質(zhì)潔凈的氣體能源。我國是煤炭生產(chǎn)大國，每年通過煤礦乏風排放的純甲烷在200億立方米以上，不僅造成了不可再生能源資源的巨大浪費，也嚴重污染了大氣環(huán)境。
[0003]乏風瓦斯體積濃度非常低(一般在0.1 %?0.75% )、風量和體積濃度波動范圍大的特點決定了很難利用傳統(tǒng)燃燒器直接進行燃燒。山東理工大學提出了預(yù)熱催化氧化技術(shù)，反應(yīng)室采用負載有貴金屬催化劑的蜂窩陶瓷氧化床對煤礦乏風進行有效催化氧化，同時利用間壁式換熱器回收排氣的熱量預(yù)熱進氣實現(xiàn)熱量反饋，以達到自熱維持的熱平衡狀態(tài)。該技術(shù)的氧化溫度場穩(wěn)定可靠，而且熱量回收率高、結(jié)構(gòu)緊湊、流動阻力小，非常經(jīng)濟可行。反應(yīng)室內(nèi)溫度分布的均勻性對預(yù)熱催化氧化裝置的穩(wěn)定運行有重要影響，溫度分布不均可以造成局部低溫、燃燒熄火;或者局部高溫形成溫度梯度，產(chǎn)生熱應(yīng)力，氧化床變形毀壞;溫度過高還將破壞催化劑的穩(wěn)定性，導(dǎo)致催化劑活性降低甚至消失。隨著預(yù)熱催化氧化裝置的乏風處理能力不斷加強，反應(yīng)室的體積和橫截面積隨之不斷增大，其橫截面的溫度均衡性愈發(fā)重要。進氣均流系統(tǒng)是預(yù)熱催化氧化裝置中進行進氣流量分配的關(guān)鍵部件，可保證反應(yīng)室內(nèi)的乏風氧化放熱量亦分配均勻，對提升氧化床橫截面的溫度均衡性和裝置的甲烷轉(zhuǎn)化率有重要意義。
[0004]中國專利文獻CN201110089161.9提供的煤礦乏風預(yù)熱催化氧化器的進排氣導(dǎo)流裝置，包括有進氣總管、進氣支管、進氣擴口管、進氣布風箱、反應(yīng)室、排氣集氣箱、排氣收縮管、排氣支管和排氣總管，在進氣擴口管、進氣布風箱、排氣集氣箱和排氣收縮管內(nèi)均設(shè)有導(dǎo)流板，使乏風在催化反應(yīng)室內(nèi)的流通截面上的分布均勻，降低了進氣流動阻力。但是，該技術(shù)方案仍然存在不足，導(dǎo)流板的角度在裝置運行過程中無法靈活調(diào)整，對乏風流量波動較大的實際工況適應(yīng)不佳，不能在進氣流量差別較大的情況下使反應(yīng)室橫截面保持較好的溫度均衡。另外，導(dǎo)流板的布置數(shù)量較少，不能起到較好的導(dǎo)流效果，對反應(yīng)室橫截面的流量均衡提升效果有限。除此之外，目前還未見有結(jié)構(gòu)和性能都比較完善的乏風預(yù)熱催化氧化器的進氣均流系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是彌補現(xiàn)有煤礦乏風預(yù)熱催化氧化裝置的進氣均流技術(shù)的不足，提供一種雙反應(yīng)室預(yù)熱催化氧化裝置機械調(diào)節(jié)式進氣均流系統(tǒng)，保證反應(yīng)室的進氣量和溫度均勻分布，提高裝置運行的可靠性和乏風瓦斯氧化率。
[0006]本發(fā)明的目的是由下述技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]一種雙反應(yīng)室預(yù)熱催化氧化裝置機械調(diào)節(jié)式進氣均流系統(tǒng)，包括進氣總管、進氣支管、進氣擴口管、兩個進氣腔、兩個并排的反應(yīng)室、排氣腔和排氣總管，其中兩個反應(yīng)室的外側(cè)分別與兩個進氣腔連通，兩個反應(yīng)室的內(nèi)側(cè)均與排氣腔連通，排氣腔與排氣總管連通，排氣腔內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流板;每個進氣腔均依次經(jīng)過一個進氣擴口管、一個設(shè)有調(diào)節(jié)閥的進氣支管與進氣總管連通，其特征在于:
[0008]在每個進氣擴口管的外壁上增設(shè)一套第一機械調(diào)節(jié)機構(gòu)，在每個進氣腔的側(cè)壁上增設(shè)一套第二機械調(diào)節(jié)機構(gòu);在每個進氣擴口管內(nèi)和進氣腔內(nèi)均增設(shè)一個固定開槽均流板和一個滑動開槽均流板，其中進氣擴口管內(nèi)的固定開槽均流板水平固定安裝，進氣腔內(nèi)的固定開槽均流板豎直固定安裝;每個固定開槽均流板的兩側(cè)安裝有滑軌和滑塊，滑動開槽均流板固定在滑塊上，可沿滑軌在固定開槽均流板表面滑動;對應(yīng)于進氣擴口管內(nèi)的滑動開槽均流板，進氣擴口管的外壁上開一水平長槽，對應(yīng)于進氣腔內(nèi)的滑動開槽均流板，進氣腔的一側(cè)壁上也開一豎直長槽，滑動開槽均流板端部經(jīng)對應(yīng)的長槽伸出到外部，滑動開槽均流板伸出到外部的端部安裝有齒條;進氣擴口管內(nèi)滑動開槽均流板上的齒條與對應(yīng)的第一機械調(diào)節(jié)機構(gòu)傳動連接，進氣腔內(nèi)滑動開槽均流板上的齒條與對應(yīng)的第二機械調(diào)節(jié)機構(gòu)傳動連接；
[0009]安裝在進氣腔內(nèi)的固定開槽均流板上開有6?10個垂直于滑軌方向的槽，相鄰槽之間的間距相等，均為進氣腔高度的1/30?1/20，槽的寬度從進氣腔開口向內(nèi)依次逐漸增大，固定開槽均流板與反應(yīng)室的距離為進氣腔長度的1/10?1/5;
[0010]在同一進氣腔內(nèi)，滑動開槽均流板的長度短于固定開槽均流板，滑動開槽均流板上的槽與固定開槽均流板上的槽的方向相同，槽的寬度從進氣腔開口向內(nèi)依次逐漸增大；滑動開槽均流板上的槽數(shù)比固定開槽均流板上的槽數(shù)少兩個，進氣之前兩者的槽錯開;除位于滑動開槽均流板中心的兩個槽，其它相鄰槽間距相等，均為進氣腔高度的1/30?1/20，位于滑動開槽均流板中心的兩個槽之間的間距是其它相鄰槽間距的1.5?3倍；當滑動開槽均流板在固定開槽均流板的表面滑動時，兩者槽重疊的寬度在靠近開口側(cè)和遠離開口側(cè)的變化趨勢相反:進氣量增大時，滑動開槽均流板由內(nèi)側(cè)向開口側(cè)滑動，使靠近開口側(cè)槽重疊的寬度減小，而靠近內(nèi)側(cè)槽重疊的寬度增大；
[0011 ]進氣擴口管的擴張角度為30°?60° ;在同一個進氣擴口管內(nèi)，固定開槽均流板上開有6?10個垂直于滑軌方向的槽，相鄰槽之間的間距相等，均為進氣擴口管寬度的1/30?1/20，槽的寬度從固定開槽均流板的中心到兩側(cè)逐漸增大;滑動開槽均流板為兩個，每個滑動開槽均流板的長度為固定開槽均流板長度的1/3?2/5，滑動開槽均流板上開的槽與固定開槽均流板上槽的方向相同，滑動開槽均流板上的槽數(shù)為固定開槽均流板上槽數(shù)的1/4?1/3，每個滑動開槽均流板上槽的寬度從進氣擴口管的中心向兩側(cè)逐漸增大，進氣之前滑動開槽均流板與固定開槽均流板上的槽錯開；以進氣擴口管的中心為參照，兩個滑動開槽均流板關(guān)于中心對稱布置且對稱滑動，當兩個滑動開槽均流板對稱滑動時，滑動開槽均流板和固定開槽均流板上槽重疊的寬度在中心和兩側(cè)位置的變化趨勢相反:當進氣量增大時，兩個滑動開槽均流板對稱向中心滑動，使位于中心槽的重疊寬度減小，而位于兩側(cè)槽的重疊寬度增大。
[0012]第一機械調(diào)節(jié)機構(gòu)包括經(jīng)支撐水平安裝在進氣擴口管外壁上的雙向螺桿、固定在雙向螺桿端部的調(diào)節(jié)把手和多個傳動齒輪，其中傳動齒輪經(jīng)齒輪軸安裝在進氣擴口管外壁上，且處于雙向螺桿與齒條之間并與兩者嚙合；
[0013]第二機械調(diào)節(jié)機構(gòu)包括經(jīng)支撐豎直安裝在進氣腔外部側(cè)壁上的單向螺桿、固定在單向螺桿端部的調(diào)節(jié)把手和多個傳動齒輪，其中傳動齒輪經(jīng)齒輪軸安裝在進氣腔側(cè)壁上，且處于單向螺桿與齒條之間并與兩者嚙合。
[0014]所述的雙反應(yīng)室預(yù)熱催化氧化裝置機械調(diào)節(jié)式進氣均流系統(tǒng)，排氣腔內(nèi)靠近反應(yīng)室的一側(cè)均布有I排導(dǎo)流板，每排4?6塊導(dǎo)流板，每塊導(dǎo)流板固定安裝在排氣腔內(nèi)壁上，與反應(yīng)室的夾角為40°?60°，導(dǎo)流板靠近反應(yīng)室端的形狀為弧形，另一端的形狀為直板，兩者平滑過渡。
[0015]所述的雙反應(yīng)室預(yù)熱催化氧化裝置機械調(diào)節(jié)式進氣均流系統(tǒng)，進氣總管和兩個進氣支管的連通處布置有導(dǎo)流