CN110280106A - 一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，包括箱体，箱体内设有吸气过滤部、净化处理部和循环利用部，吸气过滤部包括进风口、鼓风机和过滤器，进风口与鼓风机进口连接，鼓风机出口与过滤器进口连接；净化处理部包括第一吸收箱、接气管、第二吸收箱、出气管、净化液管和增压泵，净化液管一端伸入第一吸收箱内且端部安装喷嘴，增压泵出口与第一吸收箱内部连通，第一吸收箱与第二吸收箱之间连接有第三管道，出气管的一端与第二吸收箱的后侧出气口连接，出气管的另一端穿出箱体。本发明不仅能有效的吸收处理硫化氢气体，还能吸收处理一氧化碳、氮氧化物等酸性气体，并且吸收效果极佳；对于井下工作面有害气体的处理十分有效。

Description

一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置

技术领域

本发明属于煤矿安全有毒有害气体处理技术领域，具体是涉及一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置。

背景技术

煤炭作为我国经济发展的基础性能源，在过去的经济繁荣中起到了不可替代的重要作用，与此同时，我国对煤炭资源的开采也呈现不断扩大的态势。目前，我国煤炭开采已经趋于规范划、现代化、标准化，但在产量提高，开采范围扩大，开采深度增加的情况下，煤矿事故也频频发生。在煤矿井下，煤层涌出的有毒有害气体时刻威胁着井下工作人员的身心健康，其中酸性气体的威胁甚大，如硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等。这不仅对煤炭开采人员的身心健康伤害巨大，还存在着极大的安全隐患。

我国对于煤矿井下有害气体的治理主要以甲烷为主，对于以硫化氢为代表的酸性气体的治理方法根据煤矿实际情况分别而定。目前，我国治理井下硫化氢的具体方法主要有抽排硫化氢、加强通风、喷洒碱液、喷洒石灰水、煤层预注碱液等，虽然治理方式较多且治理方法简单易操作，但治理效果却不甚理想。而且对于有害气体的治理，针对性单一，不能对其余的氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫等进行有效处理，不同的治理方法所侧重的方向也不同。上述抽排空气中的硫化氢、加强通风以降低硫化氢浓度、喷洒碱液和喷洒石灰水以吸收气体中和硫化氢，虽能在一定程度上处理硫化氢等酸性气体，但却不能从根本上解决这些酸性气体的危害；煤层预注碱液是提前治理煤层中的硫化氢，但其施工量大、成本高、且易受地形等因素的限制。以上方法虽有一定的效果，且在各个方向上也能发挥一定的作用，但缺点也很明显，而且它们对于有害气体的处理上，针对性单一、处理范围狭窄，不能除去其它的有毒有害酸性气体。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其不仅能有效的吸收处理硫化氢气体，还能吸收处理一氧化碳、氮氧化物等酸性气体，并且吸收效果极佳；对于井下工作面有害气体的处理十分有效，采用了先进的循环式结构，此外还兼备了一定程度的除尘功能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其特征在于：包括箱体，所述箱体内设置有用于吸收有害气体并对所吸收的有害气体进行过滤处理的吸气过滤部、对经所述吸气过滤部过滤处理后的有害气体进行净化处理的净化处理部和对净化有害气体所使用的净化液进行处理并循环利用的循环利用部，所述吸气过滤部包括进风口、鼓风机和过滤器，所述进风口的一端与箱体上设置的气体进口连接，所述进风口的另一端与鼓风机的进口连接，所述鼓风机的出口与过滤器的进口连接；所述净化处理部包括第一吸收箱、接气管、第二吸收箱、出气管、净化液管和增压泵，所述净化液管的一端伸入第一吸收箱内，伸入所述第一吸收箱内的净化液管的一端端部安装有用于喷洒净化液的喷嘴，所述增压泵的出口与第一吸收箱的内部相连通，所述第一吸收箱与第二吸收箱之间连接有第三管道，所述接气管的一端与第一吸收箱的顶部连通，所述接气管的另一端从第二吸收箱的顶部伸入第二吸收箱的底部内且将在第一吸收箱内净化后的气体送入第二吸收箱内，所述出气管的一端与第二吸收箱的后侧出气口连接，所述出气管的另一端穿出箱体。

上述的一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其特征在于：所述循环利用部包括升温箱、解吸箱、减压泵、回流泵、冷凝器、第一管道、第二管道和第四管道，所述第一管道的一端与升温箱的进口连接，所述升温箱的出口与第二管道的一端连接，所述第二管道的另一端与解吸箱的进口连接，所述解吸箱的出口与第四管道的一端连接，所述第四管道的另一端与回流泵的进口连接，所述回流泵的出口与冷凝器的进口连接，所述冷凝器的出口与净化液管的另一端连接，所述第一管道的另一端与第二吸收箱连通，所述减压泵的出口与解吸箱连通。

上述的一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其特征在于：所述煤矿井下酸性气体循环式吸收装置还包括气体收集部，所述气体收集部包括导气管道和储气罐，所述导气管道的一端与储气罐连通，所述导气管道的另一端与解吸箱连通，所述储气罐设置在箱体外。

上述的一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其特征在于：所述第二管道上安装有第一定时阀门，所述第四管道上安装有第二定时阀门。

上述的一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其特征在于：所述第三管道与第一吸收箱连接处的高度、第三管道与第二吸收箱连接处的高度、第一管道与第二吸收箱连接处的高度、第一管道与升温箱连接处的高度均高于伸入第二吸收箱内的接气管一端端面的高度。

上述的一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其特征在于：所述第一管道与第二吸收箱连接处的高度、第一管道与升温箱连接处的高度均高于第二管道与升温箱连接处的高度。

上述的一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其特征在于：所述喷嘴位于第一吸收箱的前侧中心处，所述喷嘴喷出的净化液的方向与接气管的进口的气流方向垂直。

上述的一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其特征在于：所述过滤器的滤芯为可拆卸结构，所述过滤器的滤芯为不锈钢合金滤芯。

上述的一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其特征在于：所述进风口为喇叭状结构，所述进风口的大口端与箱体上设置的气体进口连接。

上述的一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其特征在于：所述净化液为环丁砜溶液。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明装置的工作地点可以是任何有害酸性气体产生的地方，可以进行移动式作业，特别地对于有人员工作的环境进行有害气体的处理防治十分有效，能够极大地改善井下工作面的工作环境，保护工作人员的身心健康。

2、本发明所采用的吸收剂环丁砜溶液吸收处理酸性气体，在特定条件下，其吸收酸性气体的效果十分优秀，并且在井下对于有害气体的处理范围广泛，能够吸收处理硫化物、一氧化碳、氮氧化物等多种类的有毒有害气体。

3、本发明装置采用了先进的循环式结构，吸收剂在低温高压下吸收酸性气体，再在低压高温下解吸再生，且吸收剂的性质很稳定；所采用的循环式结构不仅先进、高效，而且对于吸收剂溶液的损耗也极小，经济适用、效果显著。

4、本发明装置所采用的可拆卸更换型滤芯的过滤器，灵活方便，且还兼备一定的井下除尘功能。

5、本发明装置所采用的箱体材质均为防爆型，在井下能够最大程度的保证装置安全，保证装置在供电状态下正常运行。

6、本发明吸收处理步骤简单，易于实现，对于酸性气体的处理效果极佳，且经济适用，通过持续性的对井下酸性气体循环性吸收处理，能够极大地改善井下人员工作面的气体环境。

综上所述，本发明所作装置结构先进、合理，性能多样、稳定，用作气体处理方法步骤简单、使用效果极佳、处理范围广泛，能够极大地改善煤矿井下人员工作场所环境。

下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的俯视图。

图2为本发明第一吸收箱、第二吸收箱和喷嘴的连接关系示意图。

图3为本发明第一吸收箱、第二吸收箱和升温箱的连接关系示意图。

附图标记说明:

1—进风口； 2—鼓风机； 3—过滤器；

4—第一吸收箱； 5—接气管； 6—第二吸收箱；

7—出气管； 8—第一管道； 9—升温箱；

10—第二管道； 11—解吸箱； 12—减压泵；

13—导气管道； 14—储气罐； 15—回流泵；

16—冷凝器； 17—喷嘴； 18—增压泵；

19—箱体； 20—净化液管； 21—第三管道；

22—第四管道； 23—第一定时阀门； 24—第二定时阀门。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明包括箱体19，所述箱体19内设置有用于吸收有害气体并对所吸收的有害气体进行过滤处理的吸气过滤部、对经所述吸气过滤部过滤处理后的有害气体进行净化处理的净化处理部和对净化有害气体所使用的净化液进行处理并循环利用的循环利用部，所述吸气过滤部包括进风口1、鼓风机2和过滤器3，所述进风口1的一端与箱体19上设置的气体进口连接，所述进风口1的另一端与鼓风机2的进口连接，所述鼓风机2的出口与过滤器3的进口连接；所述净化处理部包括第一吸收箱4、接气管5、第二吸收箱6、出气管7、净化液管20和增压泵18，所述净化液管20的一端伸入第一吸收箱4内，伸入所述第一吸收箱4内的净化液管20的一端端部安装有用于喷洒净化液的喷嘴17，所述增压泵18的出口与第一吸收箱4的内部相连通，所述第一吸收箱4与第二吸收箱6之间连接有第三管道21，所述接气管5的一端与第一吸收箱4的顶部连通，所述接气管5的另一端从第二吸收箱6的顶部伸入第二吸收箱6的底部内且将在第一吸收箱4内净化后的气体送入第二吸收箱6内，所述出气管7的一端与第二吸收箱6的后侧出气口连接，所述出气管7的另一端穿出箱体19。

如图1所示，所述循环利用部包括升温箱9、解吸箱11、减压泵12、回流泵15、冷凝器16、第一管道8、第二管道10和第四管道22，所述第一管道8的一端与升温箱9的进口连接，所述升温箱9的出口与第二管道10的一端连接，所述第二管道10的另一端与解吸箱11的进口连接，所述解吸箱11的出口与第四管道22的一端连接，所述第四管道22的另一端与回流泵15的进口连接，所述回流泵15的出口与冷凝器16的进口连接，所述冷凝器16的出口与净化液管20的另一端连接，所述第一管道8的另一端与第二吸收箱6连通，所述减压泵12的出口与解吸箱11连通。

如图1所示，所述煤矿井下酸性气体循环式吸收装置还包括气体收集部，所述气体收集部包括导气管道13和储气罐14，所述导气管道13的一端与储气罐14连通，所述导气管道13的另一端与解吸箱11连通，所述储气罐14设置在箱体19外。

本发明煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，利用环丁砜溶液在低温高压下吸收酸性气体，再在低压高温下通过解吸得以再生的原理，设计出了该装置。含有酸性气体的混合气通过进风口1经鼓风机2作用经过过滤器3，除去所含有的粉尘颗粒物后进入净化处理部，在第一吸收箱4中与喷嘴17喷出的雾化环丁砜溶液充分吸收反应；一次吸收液通过第三管道21道流入第二吸收箱6，一次净化气通过接气管5进入到第二吸收箱6内的一次吸收液液面以下再次被吸收反应；得到的二次净化气通过出气管7排出，二次吸收液通过管道进入到升温箱9中进行升温；在解吸箱11中高温二次吸收液在低压环境下解吸再生出酸性气体和干净的环丁砜溶液，酸性气体通过导气管道13通入到储气罐14中收集起来，干净的环丁砜溶液流入回流泵15中进行再循环，经过冷凝器16再次进入到第一吸收箱4中，完成一次循环过程。

如图1所示，所述第二管道10上安装有第一定时阀门23，所述第四管道22上安装有第二定时阀门24；第一定时阀门23和第二定时阀门24的作用就是使解吸箱11中的溶液充分解吸，使用时间，自整个装置开始运行一段时间后，两个阀门同时关闭固定的时间后再开启固定的时间，一直如此启闭。

如图3所示，所述第三管道21与第一吸收箱4连接处的高度、第三管道21与第二吸收箱6连接处的高度、第一管道8与第二吸收箱6连接处的高度、第一管道8与升温箱9连接处的高度均高于伸入第二吸收箱6内的接气管5一端端面的高度。

如图3所示，所述第一管道8与第二吸收箱6连接处的高度、第一管道8与升温箱9连接处的高度均高于第二管道10与升温箱9连接处的高度，且第三管道21的高度、第一管道8的高度、第二管道10的高度从高到低依次排序设置。

如图3所示，所述喷嘴17位于第一吸收箱4的前侧中心处，所述喷嘴17喷出的净化液的方向与接气管5的进口的气流方向垂直。

本实施例中，所述过滤器3的滤芯为可拆卸结构，方便更换滤芯；所述过滤器3的滤芯为不锈钢合金滤芯。

本实施例中，所述进风口1为喇叭状结构，所述进风口1的大口端与箱体19上设置的气体进口连接。

本实施例中，所述净化液为环丁砜溶液。

本实施例中，第一吸收箱4和第二吸收箱6的箱体内壁均采用镍系低温钢材料制作，具有一定的抗腐蚀能力；解吸箱11是由耐高温且具有抗腐蚀能力的金属材料制成，内壁涂有碳化铬涂层的铝钢合金层；储气罐14为3PE防腐钢管，储气罐14也是由具有良好抗腐蚀性能的材料制成，可以采用奥氏体不锈钢。

本发明的工作原理为：将该装置放置于井下有硫化氢、一氧化碳等有害酸性气体涌出的工作面，混合有害气体经进风口1、鼓风机2进入过滤器3，经过过滤器3过滤处理后，进入净化处理部。

有害酸性气体在第一吸收箱4内与喷嘴17喷出的雾化环丁砜溶液充分接触、反应；一次吸收液通过接气管5进入第二吸收箱6，一次净化气经高压作用通过上方接气管5进入到第二吸收箱6内的环丁砜溶液中进行二次吸收；然后从出气管7排出二次净化气，二次吸收液进入到升温箱9中进行升温。

经过升温的二次吸收液在解吸箱11的低压环境中解吸再生出干净的环丁砜溶液并释放出之前吸收的酸性气体；酸性气体通过导气管道13进入到外部的储气罐14中收集起来，解吸产生的洁净环丁砜溶液流向回流泵15。

环丁砜溶液通过回流泵15的作用，再经过冷凝器16流入到第一吸收箱4内进行再次吸收反应，至此一次循环过程结束。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其特征在于：包括箱体(19)，所述箱体(19)内设置有用于吸收有害气体并对所吸收的有害气体进行过滤处理的吸气过滤部、对经所述吸气过滤部过滤处理后的有害气体进行净化处理的净化处理部和对净化有害气体所使用的净化液进行处理并循环利用的循环利用部，所述吸气过滤部包括进风口(1)、鼓风机(2)和过滤器(3)，所述进风口(1)的一端与箱体(19)上设置的气体进口连接，所述进风口(1)的另一端与鼓风机(2)的进口连接，所述鼓风机(2)的出口与过滤器(3)的进口连接；所述净化处理部包括第一吸收箱(4)、接气管(5)、第二吸收箱(6)、出气管(7)、净化液管(20)和增压泵(18)，所述净化液管(20)的一端伸入第一吸收箱(4)内，伸入所述第一吸收箱(4)内的净化液管(20)的一端端部安装有用于喷洒净化液的喷嘴(17)，所述增压泵(18)的出口与第一吸收箱(4)的内部相连通，所述第一吸收箱(4)与第二吸收箱(6)之间连接有第三管道(21)，所述接气管(5)的一端与第一吸收箱(4)的顶部连通，所述接气管(5)的另一端从第二吸收箱(6)的顶部伸入第二吸收箱(6)的底部内且将在第一吸收箱(4)内净化后的气体送入第二吸收箱(6)内，所述出气管(7)的一端与第二吸收箱(6)的后侧出气口连接，所述出气管(7)的另一端穿出箱体(19)。

2.按照权利要求1所述的一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其特征在于：所述循环利用部包括升温箱(9)、解吸箱(11)、减压泵(12)、回流泵(15)、冷凝器(16)、第一管道(8)、第二管道(10)和第四管道(22)，所述第一管道(8)的一端与升温箱(9)的进口连接，所述升温箱(9)的出口与第二管道(10)的一端连接，所述第二管道(10)的另一端与解吸箱(11)的进口连接，所述解吸箱(11)的出口与第四管道(22)的一端连接，所述第四管道(22)的另一端与回流泵(15)的进口连接，所述回流泵(15)的出口与冷凝器(16)的进口连接，所述冷凝器(16)的出口与净化液管(20)的另一端连接，所述第一管道(8)的另一端与第二吸收箱(6)连通，所述减压泵(12)的出口与解吸箱(11)连通。

3.按照权利要求2所述的一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其特征在于：所述煤矿井下酸性气体循环式吸收装置还包括气体收集部，所述气体收集部包括导气管道(13)和储气罐(14)，所述导气管道(13)的一端与储气罐(14)连通，所述导气管道(13)的另一端与解吸箱(11)连通，所述储气罐(14)设置在箱体(19)外。

4.按照权利要求2或3所述的一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其特征在于：所述第二管道(10)上安装有第一定时阀门(23)，所述第四管道(22)上安装有第二定时阀门(24)。

5.按照权利要求2或3所述的一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其特征在于：所述第三管道(21)与第一吸收箱(4)连接处的高度、第三管道(21)与第二吸收箱(6)连接处的高度、第一管道(8)与第二吸收箱(6)连接处的高度、第一管道(8)与升温箱(9)连接处的高度均高于伸入第二吸收箱(6)内的接气管(5)一端端面的高度。

6.按照权利要求2或3所述的一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其特征在于：所述第一管道(8)与第二吸收箱(6)连接处的高度、第一管道(8)与升温箱(9)连接处的高度均高于第二管道(10)与升温箱(9)连接处的高度。

7.按照权利要求1、2或3所述的一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其特征在于：所述喷嘴(17)位于第一吸收箱(4)的前侧中心处，所述喷嘴(17)喷出的净化液的方向与接气管(5)的进口的气流方向垂直。

8.按照权利要求1、2或3所述的一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其特征在于：所述过滤器(3)的滤芯为可拆卸结构，所述过滤器(3)的滤芯为不锈钢合金滤芯。

9.按照权利要求1、2或3所述的一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其特征在于：所述进风口(1)为喇叭状结构，所述进风口(1)的大口端与箱体(19)上设置的气体进口连接。

10.按照权利要求1、2或3所述的一种煤矿井下酸性气体循环式吸收装置，其特征在于：所述净化液为环丁砜溶液。