1.一种烟气循环式超低浓度瓦斯单向蓄热燃烧的方法,其特征在于,具体为:
A、蓄热燃烧:将启动燃料放入启动燃烧器内进行蓄热燃烧,产生的高温烟气依次流经各个蓄热燃烧室,并提高各个蓄热燃烧室的温度,由于随着高温烟气与各个蓄热燃烧室进行热交换,使得最靠近启动燃烧器的蓄热燃烧室温度最高,其余各个蓄热燃烧室越远离启动燃烧器其温度依次递减,所述启动燃料采用煤矿抽采浓度为3%~8%的低浓度瓦斯;
B、井下通风瓦斯梯级燃烧:设定温度阈值,当第一个蓄热燃烧室温度达到温度阈值时,停止启动燃烧器的补燃工作,同时将井下通风瓦斯经过进气预热室进行预热后通过第一个蓄热燃烧室的超低浓度瓦斯气体分级入口注入其内部,此时井下通风瓦斯与高温烟气在第一个蓄热燃烧室内混合后进行燃烧反应,从而提高第一个蓄热燃烧室内烟气的温度,升温后的烟气继续向后续蓄热燃烧室流动并提高各个蓄热燃烧室的温度,直至当第二个蓄热燃烧室温度达到温度阈值时,将井下通风瓦斯经过进气预热室进行预热后通过第二个蓄热燃烧室的超低浓度瓦斯气体分级入口注入其内部,并重复第一个蓄热燃烧室的燃烧反应过程,如此持续重复,从而实现井下通风瓦斯预热后在各个蓄热燃烧室的梯级燃烧,所述井下通风瓦斯为瓦斯浓度低于3%的超低浓度瓦斯混合气体;
C、取热利用及烟气再循环:在各个蓄热燃烧室内升温后的烟气进入取气取热室,其内部的换热器与烟气进行热交换,将烟气温度转移至换热器进行后续利用,并且将热交换降温后的烟气一部分通过烟气出口排出、另一部分通过取气出口输送至最靠近启动燃烧器的蓄热燃烧室内进行再循环利用。
2.一种利用权利要求1所述方法的烟气循环式超低浓度瓦斯单向蓄热燃烧装置,其特征在于,包括启动燃烧器、多个蓄热燃烧室、取气取热室和进气预热室,所述多个蓄热燃烧室以串联方式连接,所述启动燃烧器与处于最外端的其中一个蓄热燃烧室连接,用于将启动燃料在启动燃烧器燃烧产生高温烟气依次经过各个蓄热燃烧室,提高各个蓄热燃烧室的温度;
所述进气预热室与处于最外端的另一个蓄热燃烧室连接,进气预热室两侧分别设有气体入口和气体出口,井下通风瓦斯通过气体入口进入进气预热室,并与流经的高温烟气进行热交换提高温度后从气体出口排出;所述多个蓄热燃烧室侧部均开设超低浓度瓦斯气体分级入口,从气体出口排出的预热气体分别通过各个超低浓度瓦斯气体分级入口分流进入各个蓄热燃烧室与高温烟气混合后进行梯级燃烧反应,提高内部烟气的温度;
所述取气取热室与进气预热室连接、且其内部设有换热器,取气取热室上设有取气出口和烟气出口,取气取热室将进入其内部的烟气通过换热器进行热交换降温,完成后一部分烟气通过烟气出口排出、另一部分烟气通过取气出口输送至最靠近启动燃烧器的蓄热燃烧室内进行再循环利用。
3.根据权利要求2所述烟气循环式超低浓度瓦斯单向蓄热燃烧装置,其特征在于,所述各个蓄热燃烧室均为截面渐变式蓄热燃烧室,且其截面从启动燃烧器向进气预热室逐渐变大。
4.根据权利要求2所述烟气循环式超低浓度瓦斯单向蓄热燃烧装置,其特征在于,所述启动燃烧器内设有蓄热体,用于提高补燃烟气的温度。
5.根据权利要求4所述烟气循环式超低浓度瓦斯单向蓄热燃烧装置,其特征在于,所述蓄热体为惰性蓄热材料。