本實(shí)用新型一種利用等離子炬處理低濃度甲烷的系統(tǒng)，屬于廢氣利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

人們常見到的甲烷利用技術(shù)目前有CNG、LNG、甲烷發(fā)電等，但要求濃度均較高，一般在15%以上，即便是國內(nèi)低濃度甲烷發(fā)電機(jī)組濃度也在10%以上方可，大量低于濃度低于10%的甲烷被直接排放在大氣中，既浪費(fèi)又污染，而甲烷的污染大氣程度是二氧化碳的21倍。特別是煤礦低濃度抽放出的5%以下的甲烷，利用起來困難大、成本高，很不劃算。

目前針對(duì)低濃度甲烷（10%以下）的處理，通常是采用乏風(fēng)氧化的原理來處理，處理的過程是先使用丙烷燃燒將氧化室（RTO）保持可以把甲烷氧化的高溫，甲烷氧化放熱后一部分氣體回去預(yù)熱低濃度甲烷，一部分高溫氣體去進(jìn)行加熱鍋爐等余熱回收利用，甲烷氧化產(chǎn)生的熱量可以保持氧化室(RTO)的溫度使得低濃度甲烷可以持續(xù)的被氧化。而工業(yè)廢氣（化工行業(yè)）一般是通過催化劑還原成無害氣體。

但是乏風(fēng)氧化系統(tǒng)的初期投入成本高，國內(nèi)很多單位進(jìn)行過仿制，但都沒有成功，國外的設(shè)備使用的場景需要甲烷濃度在1.18%，和國內(nèi)的煤礦實(shí)際情況不太一樣，國內(nèi)只用一家成功的應(yīng)用。

利用催化劑還原工業(yè)廢氣的現(xiàn)實(shí)情況是：1、國外催化劑昂貴，國產(chǎn)催化劑稍微便宜但使用壽命短，每半年或一年需要更換。中毒的催化劑含有大量有毒的重金屬，需要專業(yè)的機(jī)構(gòu)回收處理，處理時(shí)也要收取費(fèi)用，處理成本高。

如何將低于濃度在10%以下的甲烷氣體利用，以及將化工行業(yè)的工業(yè)廢棄變廢為寶，是一個(gè)亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種利用等離子炬處理低濃度甲烷的系統(tǒng)，利用等離子炬的特性，將低濃度甲烷及工業(yè)廢氣重組成簡單分子并放出熱量，再把熱量回收利用。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種利用等離子炬處理低濃度甲烷的系統(tǒng)，包括煤礦總回風(fēng)巷道氣體和煤礦瓦斯抽采管道氣體，所述煤礦總回風(fēng)巷道氣體通過自動(dòng)配風(fēng)裝置將煤礦總回風(fēng)巷道氣體混入煤礦瓦斯抽采管道氣體中，使得混合后的氣體中甲烷的濃度不超過3%，所述混合后的氣體通過管道與等離子炬組連接，通過等離子炬組對(duì)混合后的氣體進(jìn)行燃燒，燃燒后的高溫氣體通過管道進(jìn)入熱能發(fā)電機(jī)構(gòu)進(jìn)行發(fā)電后排放，所述熱能發(fā)電機(jī)構(gòu)發(fā)出的電能一部分通過輸電線路與等離子炬組連接，供等離子炬組利用，剩余部分輸通過輸電線路送給用戶端使用，所述等離子炬組為至少兩個(gè)串接在一起的等離子體火炬。

所述自動(dòng)配風(fēng)裝置包括風(fēng)機(jī)和甲烷濃度傳感器，所述甲烷濃度傳感器設(shè)置在煤礦瓦斯抽采管道氣體內(nèi)，用于監(jiān)測煤礦瓦斯抽采管道氣體內(nèi)的甲烷濃度，同時(shí)與風(fēng)機(jī)電連接的控制模塊根據(jù)甲烷濃度傳感器反饋的甲烷濃度信號(hào)，控制風(fēng)機(jī)工作，確保混合后的氣體中甲烷的濃度為3%。

所述煤礦總回風(fēng)巷道氣體一部分用于與煤礦瓦斯抽采管道氣體內(nèi)的氣體混合，剩余部分通過管道與等離子炬組連接。

所述熱能發(fā)電機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的熱水通過管道與熱源利用設(shè)備連接。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是：本實(shí)用新型利用等離子炬把煤礦排空的大量低濃度甲烷（煤礦煤礦總回風(fēng)及煤礦瓦斯抽采濃度10%抽放系統(tǒng)）以及化工企業(yè)排放的工業(yè)廢氣處理成二氧化碳、水、氮?dú)獾龋⒖赏ㄟ^余熱回收系統(tǒng)回收熱量利用，利用100kw的等離子體火炬即可實(shí)現(xiàn)，將多個(gè)等離子體火炬串接在一起，反復(fù)對(duì)經(jīng)過的氣體進(jìn)行燃燒，燃燒充分，徹底，大大提高了廢氣處理效果。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1為煤礦總回風(fēng)巷道氣體、2為煤礦瓦斯抽采管道氣體、3為自動(dòng)配風(fēng)裝置、4為熱能發(fā)電機(jī)構(gòu)、5為用戶端、6為等離子體火炬、7為等離子體火炬。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型一種利用等離子炬處理低濃度甲烷的系統(tǒng)，包括煤礦總回風(fēng)巷道氣體1和煤礦瓦斯抽采管道氣體2，所述煤礦總回風(fēng)巷道氣體1通過自動(dòng)配風(fēng)裝置3將煤礦總回風(fēng)巷道氣體1混入煤礦瓦斯抽采管道氣體2中，使得混合后的氣體中甲烷的濃度為3%，所述混合后的氣體通過管道與等離子炬組連接，通過等離子炬組對(duì)混合后的氣體進(jìn)行燃燒，燃燒后的高溫氣體通過管道進(jìn)入熱能發(fā)電機(jī)構(gòu)4進(jìn)行發(fā)電后排放，所述熱能發(fā)電機(jī)構(gòu)4發(fā)出的電能一部分通過輸電線路與等離子炬組連接，供等離子炬組利用，剩余部分輸通過輸電線路送給用戶端5使用，所述等離子炬組為至少兩個(gè)串接在一起的等離子體火炬6。

所述自動(dòng)配風(fēng)裝置3包括風(fēng)機(jī)和甲烷濃度傳感器，所述甲烷濃度傳感器設(shè)置在煤礦瓦斯抽采管道氣體2內(nèi)，用于監(jiān)測煤礦瓦斯抽采管道氣體2內(nèi)的甲烷濃度，同時(shí)與風(fēng)機(jī)電連接的控制模塊根據(jù)甲烷濃度傳感器反饋的甲烷濃度信號(hào)，控制風(fēng)機(jī)工作，確?；旌虾蟮臍怏w中甲烷的濃度為3%。

所述煤礦總回風(fēng)巷道氣體1一部分用于與煤礦瓦斯抽采管道氣體2內(nèi)的氣體混合，剩余部分通過管道與等離子炬組連接。

所述熱能發(fā)電機(jī)構(gòu)4產(chǎn)生的熱水通過管道與熱源利用設(shè)備7連接。

當(dāng)然，利用本實(shí)用新型也能進(jìn)行工業(yè)廢氣處理，將工業(yè)廢氣通入等離子炬組進(jìn)行燃燒處理，基本可以燃燒完有害的廢氣，將燃燒后的氣體稍作處理即可排放。

本實(shí)用新型中讓低濃度甲烷在高溫等離子體作用下燃燒起來是關(guān)鍵，是整個(gè)技術(shù)的核心，其原理是利用kw級(jí)等離子體炬產(chǎn)生的高溫（1500～4500℃）將甲烷分子瞬間變?yōu)殡x子狀態(tài)，同時(shí)釋放出巨大能量，這是甲烷普通燃燒產(chǎn)生熱量所不能比擬的。

再將產(chǎn)生的熱量進(jìn)行工業(yè)化收集、利用（如發(fā)電等）。

本實(shí)用新型將巷道煤礦總回風(fēng)通道內(nèi)的煤礦總回風(fēng)巷道氣體1與煤礦瓦斯抽采管道氣體2混合后，濃度控制在3%以下，低于瓦斯爆炸極限，再通入等離子體火炬6進(jìn)行充分、反復(fù)燃燒，燃燒充分，徹底，大大提高了廢氣處理效果。

本實(shí)用新型利用等離子炬把煤礦排空的大量低濃度甲烷（煤礦總回風(fēng)及煤礦瓦斯抽采濃度10%以下煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)）以及化工企業(yè)排放的工業(yè)廢氣處理成二氧化碳、水、氮?dú)獾?，并可通過余熱回收系統(tǒng)回收熱量利用。

上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下作出各種變化。