[發(fā)明專(zhuān)利]礦井熱環(huán)境除濕再生系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910811766.0
• 申請(qǐng)日: 2019-08-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110529170B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 菅從光;張輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21F3/00
• 分類(lèi)號(hào): E21F3/00
• 代理公司: 南京瑞弘專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李?lèi)偮?/td>

1.一種井下深部開(kāi)采熱環(huán)境除濕再生系統(tǒng)，其特征在于：它包括溶液除濕裝置（1），溶液除濕裝置（1）為設(shè)置在井下采煤巷道或掘進(jìn)巷道進(jìn)風(fēng)口中的多個(gè)單螺旋圓錐形噴頭，溶液除濕裝置（1）底部設(shè)有出液口，出液口通過(guò)管路與加熱再生相變裝置（8）連接，溶液除濕裝置（1）與加熱再生相變裝置（8）之間的管路上順序設(shè)有閥門(mén)Ⅰ（2）、過(guò)濾器（3）、旁路閥門(mén)（5）、防爆溶液泵Ⅰ（6）和閥門(mén)Ⅲ（7），其中閥門(mén)Ⅰ（2）的入口處和旁路閥門(mén)（5）的出口處管路上通過(guò)管路并聯(lián)有閥門(mén)Ⅱ（4），利用單螺旋圓錐形噴頭對(duì)進(jìn)入的高溫高濕空氣噴灑氯化鈣溶液吸收空氣中的水蒸汽，從而降低空氣的濕度并生成稀釋的氯化鈣溶液，稀釋的氯化鈣溶液利用設(shè)置在溶液除濕裝置（1）上的出液口排出，最終通過(guò)管路進(jìn)入加熱再生相變裝置（8）；

所述加熱再生相變裝置（8）為立式結(jié)構(gòu)的螺旋纏繞殼管式換熱器，與制冷機(jī)組一起設(shè)置在井下硐室，螺旋纏繞殼管式換熱器內(nèi)部設(shè)有螺旋管，螺旋管中循環(huán)設(shè)有加熱介質(zhì)（9），螺旋管的一端與礦用制冷壓縮機(jī)的出口連接，另一端通過(guò)管路與制冷系統(tǒng)電子膨脹閥連接，加熱再生相變裝置（8）的外殼側(cè)通過(guò)管路通入除濕后的稀氯化鈣溶液，螺旋管沒(méi)入稀氯化鈣溶液中，螺旋管內(nèi)的加熱介質(zhì)（9）加熱再生相變裝置（8）中的稀氯化鈣溶液,加熱再生相變裝置（8）代替常規(guī)情況下礦用空調(diào)的冷凝器，無(wú)需再設(shè)置專(zhuān)用冷凝器，加熱再生相變裝置（8）回收井下礦用空調(diào)的冷凝廢熱或機(jī)電設(shè)備散熱，利用回收熱量對(duì)設(shè)置在加熱再生相變裝置（8）中的稀釋的氯化鈣溶液進(jìn)行加熱，水蒸發(fā)后氯化鈣溶液濃度增加從而還原氯化鈣溶液，利用加熱再生相變裝置（8）底部設(shè)置的出液口通過(guò)管路與溶液除濕裝置（1）的多個(gè)單螺旋圓錐形噴頭相連接，加熱再生相變裝置（8）與溶液除濕裝置（1）之間的管路上設(shè)有防爆溶液泵Ⅱ（11），防爆溶液泵Ⅱ（11）的進(jìn)出口兩端分別設(shè)有閥門(mén)Ⅳ（10）和閥門(mén)Ⅵ（12）；

加熱再生相變裝置（8）頂部設(shè)有蒸汽管，并通過(guò)蒸汽管連接有冷卻裝置（13），加熱再生相變裝置（8）與冷卻裝置（13）之間的蒸汽管上設(shè)有電磁閥Ⅱ（20），冷卻裝置（13）中設(shè)有蛇形管，蛇形管的兩端循環(huán)設(shè)有冷卻介質(zhì)（16），冷卻裝置（13）底部設(shè)有冷凝水排水管。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下深部開(kāi)采熱環(huán)境除濕再生系統(tǒng)，其特征在于：所述冷卻裝置（13）上還設(shè)有兩條通氣管路，其一通氣管路上設(shè)有氣體壓力控制閥（19）用于控制冷凝液排出冷卻裝置時(shí)內(nèi)部與外界壓力差的裝置，其二通氣管路上設(shè)有電磁閥Ⅰ（18）并通過(guò)電磁閥Ⅰ（18）連接有防爆氣體泵（17），調(diào)節(jié)與控制加熱再生相變裝置（8）內(nèi)的壓力，滿(mǎn)足氯化鈣溶液再生條件。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下深部開(kāi)采熱環(huán)境除濕再生系統(tǒng)，其特征在于：所述加熱介質(zhì)（9）為制冷劑，冷卻介質(zhì)（16）為溫度比加熱再生相變裝置（8）產(chǎn)生的低壓水蒸汽飽和溫度低的冷卻水，冷卻水溫度不超過(guò)40℃。

4.一種使用權(quán)利要求1所述井下深部開(kāi)采熱環(huán)境除濕再生系統(tǒng)的井下深部開(kāi)采熱環(huán)境除濕再生方法，其特征在于步驟為：

首先利用溶液除濕裝置（1）的多個(gè)單螺旋圓錐形噴頭向井下采煤巷道或掘進(jìn)巷道進(jìn)風(fēng)口中的濕潤(rùn)空氣噴灑氯化鈣溶液，利用氯化鈣溶液的吸水特性對(duì)溫度超過(guò)26℃，相對(duì)濕度超過(guò)85%，速度不超過(guò)4m/s的高溫高濕空氣進(jìn)行除濕，氯化鈣溶液吸收空氣中的水分后除濕溶液濃度降低形成稀釋的氯化鈣溶液，稀釋的氯化鈣溶液在防爆溶液泵Ⅰ（6）的作用下，先后經(jīng)過(guò)閥門(mén)Ⅰ（2）、過(guò)濾器（3）和閥門(mén)Ⅱ（4）和閥門(mén)Ⅲ（7），最終進(jìn)入加熱再生相變裝置（8）；

稀釋的氯化鈣溶液利用加熱再生相變裝置（8）的蛇形管中的加熱介質(zhì)（9）加熱為沸騰狀態(tài)，隨著水分的不斷蒸發(fā)直至還原為初始狀態(tài)的氯化鈣溶液，水蒸氣通過(guò)加熱再生相變裝置（8）上部的管路經(jīng)過(guò)打開(kāi)的電磁閥Ⅱ（20）進(jìn)入冷卻裝置（13），此時(shí)先打開(kāi)閥門(mén)Ⅳ（10），啟動(dòng)防爆溶液泵Ⅱ（11），然后打開(kāi)閥門(mén)Ⅵ（12），還原為初始狀態(tài)的氯化鈣溶液順著加熱再生相變裝置（8）底部的出液口后順著管路流入溶液除濕裝置（1）繼續(xù)循環(huán)工作；

當(dāng)冷卻裝置（13）中的水蒸氣飽和后，關(guān)閉電磁閥Ⅱ（20），冷卻裝置（13）內(nèi)的水蒸氣，利用蛇形管中的冷卻介質(zhì)（16）將蒸汽凝結(jié)生成凝結(jié)水，凝結(jié)水通過(guò)設(shè)置在冷卻裝置（13）底部的排液管路排出，排液排出后打開(kāi)電磁閥Ⅱ（20），繼續(xù)對(duì)蒸汽進(jìn)行冷凝。