專利名稱：礦井乏風(fēng)瓦斯熱氧化裝置的立式結(jié)構(gòu)氧化床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦井乏風(fēng)瓦斯熱氧化裝置的立式結(jié)構(gòu)氧化床，屬于超低濃度甲烷
熱逆流氧化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煤礦乏風(fēng)瓦斯?jié)舛鹊褪侵萍s其利用的主要難題，目前有效的利用方法是采用熱逆 流氧化技術(shù)(Thermal Flow Reversal Reactor,簡(jiǎn)稱TFRR)。蓄熱氧化床是煤礦乏風(fēng)瓦斯 熱逆流氧化技術(shù)十分關(guān)鍵的部件，在加熱起動(dòng)到正常工作溫度后，新鮮的乏風(fēng)進(jìn)入氧化床， 氧化床與乏風(fēng)之間進(jìn)行熱交換，直至將乏風(fēng)加熱到甲烷能夠自行氧化的溫度；氧化后的熱 氣體在流動(dòng)過程中將熱量再傳遞給氧化床儲(chǔ)存起來，以便在氣流換向后加熱從氧化床另一 端進(jìn)入的乏風(fēng)氣體，使氧化裝置依靠乏風(fēng)甲烷氧化釋放的熱量維持自運(yùn)行。蓄熱氧化床的 結(jié)構(gòu)對(duì)氧化裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性、換向周期和壽命都具有至關(guān)重要的影響；氧化裝置本身的 能耗主要來自于風(fēng)機(jī)的電耗，降低氧化床內(nèi)部的氣體流動(dòng)阻力損失，能夠有效地降低氧化 裝置的能耗。因此，必須合理地研制蓄熱氧化床。 氧化裝置大多數(shù)采用立式結(jié)構(gòu)氧化床，由很多層蜂窩陶瓷組合而成，氣體在氧化 床內(nèi)上下流動(dòng)。立式結(jié)構(gòu)氧化床能夠克服臥式氧化床存在的熱自然對(duì)流影響，保證流通截 面上溫度分布均勻。但是，由于制造工藝原因，蜂窩陶瓷的結(jié)構(gòu)尺寸誤差較大。在安裝氧化 床時(shí)，上下層蜂窩陶瓷之間的孔存在錯(cuò)位現(xiàn)象，造成氧化床在蜂窩陶瓷上下面結(jié)合處流通 面積減小，流動(dòng)阻力增大。 另外，氧化床各部位對(duì)蓄熱體的要求是不同的。床的入口端主要用來加熱乏風(fēng)，出 口端主要用來吸收儲(chǔ)存氧化熱氣體的熱量，而且入口與出口還要頻繁的交換，因此，要求上 下兩個(gè)端部的蓄熱體具有很強(qiáng)的熱交換能力、蓄熱能力和耐熱沖擊能力。床的中部是甲烷 氧化放熱的區(qū)域，其溫度很高且相對(duì)穩(wěn)定，因此要求蓄熱體具有耐高溫能力。氣體的阻力在 氧化床內(nèi)部也是劇烈變化的，乏風(fēng)進(jìn)入氧化床后，逐漸被加熱，溫度不斷升高，氣體不斷膨 脹，阻力逐漸增大。到氧化床中心部位，氣體阻力達(dá)到最大值。然后氣體又將熱量傳給蓄熱 體、溫度逐漸降低，阻力也隨之降低，在出口處達(dá)到最低值。如果氧化床采用一種蜂窩陶瓷， 很難滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要解決上述氧化床存在的缺陷、創(chuàng)新研制一種適用于礦井乏風(fēng) 瓦斯熱氧化裝置的立式結(jié)構(gòu)氧化床。其技術(shù)方案為 由若干蜂窩陶瓷排列疊加而成，其特征在于氧化床由多種蜂窩陶瓷排列疊加而 成，設(shè)置在氧化床中部的蜂窩陶瓷采用孔當(dāng)量直徑大、開孔率高、耐高溫的蜂窩陶瓷，位于 氧化床中部蜂窩陶瓷的上、下側(cè)的蜂窩陶瓷耐熱沖擊能力強(qiáng)，且以氧化床中部為對(duì)稱面、由 內(nèi)向外孔當(dāng)量直徑和開孔率臺(tái)階式減小，上下相鄰蜂窩陶瓷的同一層結(jié)合面之間設(shè)有方向 一致的槽，上下相鄰兩層結(jié)合面之間槽的方向相互垂直，同一層相鄰蜂窩陶瓷之間設(shè)有熱膨脹緩沖層。 所述的礦井乏風(fēng)瓦斯熱氧化裝置的立式結(jié)構(gòu)氧化床，上下相鄰蜂窩陶瓷的同一層 結(jié)合面之間的槽深2 5mm，在槽的直角處呈圓弧倒角狀。 所述的礦井乏風(fēng)瓦斯熱氧化裝置的立式結(jié)構(gòu)氧化床，位于氧化床中部的蜂窩陶瓷
采用正六邊形孔，其它蜂窩陶瓷采用正四邊形孔。 本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)和有益效果是 1、氧化床中部采用孔當(dāng)量直徑大、開孔率高的蜂窩陶瓷，提高了氧化床中部的流 通能力，降低了其流動(dòng)阻力；上下相鄰蜂窩陶瓷的同一層結(jié)合面之間設(shè)有方向一致的槽，解 決了因上下層蜂窩陶瓷之間的孔錯(cuò)位引起的流動(dòng)阻力增大問題，有效降低氧化床的流動(dòng)阻 力。 2、氧化床上、下兩個(gè)端部采用孔當(dāng)量直徑小、開孔率低的蜂窩陶瓷，既可以提高氧
化床的蓄熱能力，從而提高氧化床運(yùn)行穩(wěn)定性，又可以延長(zhǎng)氣流換向周期。 3、在蜂窩陶瓷側(cè)面之間設(shè)置熱膨脹緩沖層，可以有效降低橫向積壓應(yīng)力，從而延
長(zhǎng)氧化床蜂窩陶瓷的更換周期。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。 圖2是圖1所示實(shí)施例的A-A剖面圖。 圖3是氧化床端部所采用的蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是氧化床中部所采用的蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1、蜂窩陶瓷2、孔3、槽4、熱膨脹緩沖層
具體實(shí)施例方式
在圖l-4所示的實(shí)施例中氧化床由3種蜂窩陶瓷1排列疊加而成，設(shè)置在氧化床 中部的蜂窩陶瓷1采用孔當(dāng)量直徑大、開孔率高、耐高溫的蜂窩陶瓷，孔2呈正六邊形；位于
氧化床中部蜂窩陶瓷1的上、下側(cè)的2層蜂窩陶瓷耐熱沖擊能力強(qiáng)，且以氧化床中部為對(duì)稱 面、由內(nèi)向外孔當(dāng)量直徑和開孔率臺(tái)階式減小，孔2呈正四邊形；上下相鄰蜂窩陶瓷1的同
一層結(jié)合面之間設(shè)有方向一致的槽3，槽3深2mm，槽3的直角處呈圓弧倒角狀，上下相鄰兩 層結(jié)合面之間槽3的方向相互垂直；同一層相鄰蜂窩陶瓷1之間設(shè)有熱膨脹緩沖層4。
權(quán)利要求
一種礦井乏風(fēng)瓦斯熱氧化裝置的立式結(jié)構(gòu)氧化床，由若干蜂窩陶瓷(1)排列疊加而成，其特征在于氧化床由多種蜂窩陶瓷(1)排列疊加而成，設(shè)置在氧化床中部的蜂窩陶瓷(1)采用孔當(dāng)量直徑大、開孔率高、耐高溫的蜂窩陶瓷，位于氧化床中部蜂窩陶瓷(1)的上、下側(cè)的蜂窩陶瓷(1)耐熱沖擊能力強(qiáng)，且以氧化床中部為對(duì)稱面、由內(nèi)向外孔當(dāng)量直徑和開孔率臺(tái)階式減小，上下相鄰蜂窩陶瓷(1)的同一層結(jié)合面之間設(shè)有方向一致的槽(3)，上下相鄰兩層結(jié)合面之間槽(3)的方向相互垂直，同一層相鄰蜂窩陶瓷(1)之間設(shè)有熱膨脹緩沖層(4)。
2. 如權(quán)利要求1所述的礦井乏風(fēng)瓦斯熱氧化裝置的立式結(jié)構(gòu)氧化床，其特征在于上下相鄰蜂窩陶瓷(1)的同一層結(jié)合面之間的槽(3)深2 5mm，在槽(3)的直角處呈圓弧倒 角狀。
3. 如權(quán)利要求1所述的礦井乏風(fēng)瓦斯熱氧化裝置的立式結(jié)構(gòu)氧化床，其特征在于位 于氧化床中部的蜂窩陶瓷(1)采用正六邊形孔(2)，其它蜂窩陶瓷(1)采用正四邊形孔(2) 。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種礦井乏風(fēng)瓦斯熱氧化裝置的立式結(jié)構(gòu)氧化床，由若干蜂窩陶瓷排列疊加而成，其特征在于氧化床由多種蜂窩陶瓷排列疊加而成，設(shè)置在氧化床中部的蜂窩陶瓷采用孔當(dāng)量直徑大、開孔率高、耐高溫的蜂窩陶瓷，位于氧化床中部蜂窩陶瓷的上、下側(cè)的蜂窩陶瓷耐熱沖擊能力強(qiáng)，且以氧化床中部為對(duì)稱面、由內(nèi)向外孔當(dāng)量直徑和開孔率臺(tái)階式減小，上下相鄰蜂窩陶瓷的同一層結(jié)合面之間設(shè)有方向一致的槽，上下相鄰兩層結(jié)合面之間槽的方向相互垂直，同一層相鄰蜂窩陶瓷之間設(shè)有熱膨脹緩沖層。本氧化床具有流動(dòng)阻力低、運(yùn)行穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21F5/00GK101761354SQ200910266550
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者劉永啟, 劉瑞祥, 孟建, 尤彥彥, 李冬梅, 李宗立, 王延遐, 鄭斌, 高振強(qiáng) 申請(qǐng)人:山東理工大學(xué)