CN114100315A - 一种利用psa制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废气处理的技术领域，且公开了一种利用PSA制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统，空压机通过管道连接有空气净化装置，空气净化装置通过管道连接有空气储罐，由PSA制氮机排出的富氧尾气经过输气管7输送进入矿井内，增加矿井内空气的流通速率，同时输送进去的富氧尾气中含氧量要高于正常空气，与矿井内工作人员呼吸产生的含氧量较低的空气中和，使空气中的氧含量有所回升，减少矿井内工作人员的窒息风险，由PSA制氮机排出的富氧尾气仍然含有一定压力，故可以在矿井内形成压力差，以平衡地下水的压力，从而使地下矿井的透水事故发生概率下降。同理，矿井内的废水也不容易到处流动，造成危险的概率下降。
Description
技术领域
本发明涉及废气处理的技术领域，具体为一种利用PSA制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统。
背景技术
目前常见的PSA制氮机系统使用吸附的方式制取氮气。制氮系统采用变压吸附的工作原理(即PSA原理)。变压吸附是一种新型气体吸附分离技术PSA 制氮，是根据氮氧分子大小不同，在一定压力情况下通过碳分子筛时，氧分子被吸附，氮气被分离出来的原理，以压缩空气为原料，生产氮气作为工业生产的设备。
变压吸附制氮设备主要由五大部分组成：由空气净化组件、空气储罐、氮氧分离装置、氮气缓冲罐和电气控制系统。制取氮气后剩余的富氧尾气直接排入大气，从而无法进行利用。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用PSA制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统，具备利用富氧废气使空气中的氧含量有所回升等优点，解决了制取氮气后剩余的富氧尾气直接排入大气，从而无法进行利用的问题。
(二)技术方案
为实现上述利用富氧废气使空气中的氧含量有所回升目的，本发明提供如下技术方案：一种利用PSA制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统，包括空压机，空压机通过管道连接有空气净化装置，空气净化装置通过管道连接有空气储罐，空气储罐通过管道连接有氧氮分离装置，氧氮分离装置通过管道连接有氮气缓冲罐，氮气缓冲罐通过管道连接有流量计，流量计上固定连接有输气管。
优选的，所述输气管上开设有一组通槽，输气管内侧壁固定安装有固定管，固定管内活动连接有一组升降柱，每个升降柱上侧均固定安装有弧形板，每个弧形板分别与每个通槽贴合，每个弧形板下侧均固定安装有压力弹簧a，每个压力弹簧a分别与每个固定管固定连接。
优选的，每个所述升降柱上均开设有卡槽，每个固定管上均开合有滑槽，每个滑槽内均活动连接有梯形条，每个滑槽上内壁均开设有小槽，每个小槽的左壁均固定安装有压力弹簧b，每个压力弹簧b的右端均固定安装有小块，每个小块分别与每个梯形条固定连接。
优选的，每组所述梯形条上均开设有方槽，每个方槽的左内壁固定安装有三角板，方槽内活动连接有升降条，每个升降条均活动贯穿输气管。
优选的，每个所述梯形条的左端均固定安装有齿条，输气管内侧壁固定安装有一组旋转电机，每个旋转电机的输出轴上固定套接有齿轮，齿轮上有四分之一没有齿牙，输气管的右端固定连接有储气罐。
优选的，每个所述弧形板上侧均固定安装有小柱，每个小柱分别与每个通槽活动连接，每个小柱上侧均固定安装有半圆块。
优选的，所述输气管的上固定安装有连接板，连接板上开设有安装槽，连接板的下侧固定安装有出气管，出气管的上开设有入气槽。
优选的，所述出气管内侧壁固定安装有一组过滤管，每个过滤管分别与每个入气槽连通，每个过滤管上端均固定安装有过滤板，每个过滤板上侧固定安装有旋转驱动，旋转驱动的输出轴活动贯穿过滤板，旋转驱动的输出轴上固定连接有旋转条，旋转条与过滤板下侧贴合，两个旋转条下侧均固定安装有两个清理条，每个清理条分别与每个过滤管内侧壁贴合。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种利用PSA制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统，具备以下有益效果：
1、该利用PSA制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统，通过由PSA 制氮机排出的富氧尾气经过输气管7输送进入矿井内，增加矿井内空气的流通速率，同时输送进去的富氧尾气中含氧量要高于正常空气，与矿井内工作人员呼吸产生的含氧量较低的空气中和，使空气中的氧含量有所回升，减少矿井内工作人员的窒息风险，由PSA制氮机排出的富氧尾气仍然含有一定压力，故可以在矿井内形成压力差，以平衡地下水的压力，从而使地下矿井的透水事故发生概率下降。同理，矿井内的废水也不容易到处流动，造成危险的概率下降。
2、该利用PSA制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统，通过将输气管安装在矿井内，然后当工作人员的工作区域需要进行供氧时，向下按压工作人员工作区域附近的弧形板，从而可以带动对应的升降柱向下移动，这样就可以带动卡槽向下移动，从而可以利用升降柱向下移动挤压梯形条的斜面带动梯形条向左移动，随着升降柱继续向下移动，当梯形条对准卡槽后，压力弹簧b的回弹就会带动梯形条进入卡槽内固定柱升降柱，从而可以露出通槽进行对矿井内排放富氧尾气，这样就可以避免富氧尾气在矿井内全面排放产生浪费。
3、该利用PSA制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统，通过向下移动升降条，就可以通过三角条向左移动，从而可以带动梯形条向左移动，当梯形条与卡槽分离后就可以通过压力弹簧a带动弧形板向上移动堵住通槽，这样就可以关闭对应的通槽。
4、该利用PSA制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统，通过矿井内不需要进行供富氧尾气时给所有旋转电机供电使用每个旋转电机的旋转轴旋转一圈，从而可以带动齿轮旋转一圈，这样就可以通过齿条带动梯形条向左移动，从而当梯形条与卡槽分离后，每个弧形板就会向上云洞堵住每个通槽，同时齿轮旋转一周后没有齿牙的位置就会朝向齿条，从而避免齿轮影响梯形条移动，这样输气管内的富氧气体就会进入储气罐内进行储存方便以后使用。
5、该利用PSA制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统，通过小柱可以提高通槽的密封效果，同时通过半圆块可以使用外界石块碎块得杂物落下来后可以随着半圆块的弧面滑落，避免进入通槽内影响装置运行。
6、该利用PSA制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统，通过出气管可以将矿井内多余的空气排放出气，通过驱动每个小柱驱动，可以带动每个小柱条小柱，这样就可以带动每个清理条，从而可以清理每个过滤管与每个过滤板，这样就可以避免灰尘进入出气管内产生堵塞。
附图说明
图1为本发明的正面立体结构示意图；
图2为本发明图1中输气管的剖视立体结构示意图；
图3为本发明图2中A处的局部放大结构示意图；
图4为本发明图3中C处的局部放大结构示意图；
图5为本发明图2中B处的局部放大结构示意图。
图中：1、空压机；2、空气净化装置；3、空气储罐；4、氧氮分离装置； 5、氮气缓冲罐；6、流量计；7、输气管；8、储气罐；9、连接板；10、安装槽；11、出气管；12、升降条；13、半圆块；14、小柱；15、弧形板；16、压力弹簧a；17、升降柱；18、固定管；19、卡槽；20、齿条；21、旋转电机； 22、齿轮；23、旋转驱动；24、过滤管；25、清理条；26、旋转条；27、入气槽；28、过滤板；29、方槽；30、小槽；31、梯形条；32、压力弹簧b；33、三角板；34、通槽；35、滑槽；36、小块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明，其中相同的零部件用相同的附图标记表示，需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”、“底面”和“顶面”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1-5，本发明提供技术方案：一种利用PSA制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统，包括空压机1，空压机1通过管道连接有空气净化装置2，空气净化装置2通过管道连接有空气储罐3，空气储罐3通过管道连接有氧氮分离装置4，氧氮分离装置4通过管道连接有氮气缓冲罐5，氮气缓冲罐5通过管道连接有流量计6，流量计6上固定连接有输气管7，通过由PSA 制氮机排出的富氧尾气经过输气管7输送进入矿井内，增加矿井内空气的流通速率，同时输送进去的富氧尾气中含氧量要高于正常空气，与矿井内工作人员呼吸产生的含氧量较低的空气中和，使空气中的氧含量有所回升，减少矿井内工作人员的窒息风险，由PSA制氮机排出的富氧尾气仍然含有一定压力，故可以在矿井内形成压力差，以平衡地下水的压力，从而使地下矿井的透水事故发生概率下降。同理，矿井内的废水也不容易到处流动，造成危险的概率下降，输气管7上开设有一组通槽34，输气管7内侧壁固定安装有固定管18，固定管18内活动连接有一组升降柱17，每个升降柱17上侧均固定安装有弧形板15，每个弧形板15分别与每个通槽34贴合，每个弧形板15下侧均固定安装有压力弹簧a16，每个压力弹簧a16分别与每个固定管18固定连接，每个升降柱17上均开设有卡槽19，每个固定管18上均开合有滑槽35，每个滑槽35内均活动连接有梯形条31，每个滑槽35上内壁均开设有小槽30，每个小槽30的左壁均固定安装有压力弹簧b32，每个压力弹簧b32的右端均固定安装有小块36，每个小块36分别与每个梯形条31固定连接，通过将输气管7安装在矿井内，然后当工作人员的工作区域需要进行供氧时，向下按压工作人员工作区域附近的弧形板15，从而可以带动对应的升降柱17向下移动，这样就可以带动卡槽19向下移动，从而可以利用升降柱17向下移动挤压梯形条31的斜面带动梯形条1向左移动，随着升降柱17继续向下移动，当梯形条31对准卡槽19后，压力弹簧b32的回弹就会带动梯形条31进入卡槽19内固定柱升降柱17，从而可以露出通槽34进行对矿井内排放富氧尾气，这样就可以避免富氧尾气在矿井内全面排放产生浪费，每组梯形条31上均开设有方槽29，每个方槽29的左内壁固定安装有三角板33，方槽29内活动连接有升降条12，每个升降条12均活动贯穿输气管7，通过向下移动升降条12，就可以通过三角条33向左移动，从而可以带动梯形条31向左移动，当梯形条31与卡槽19分离后就可以通过压力弹簧a16带动弧形板15向上移动堵住通槽34，这样就可以关闭对应的通槽34，每个梯形条31的左端均固定安装有齿条20，输气管7内侧壁固定安装有一组旋转电机21，每个旋转电机21 的输出轴上固定套接有齿轮22，齿轮22上有四分之一没有齿牙，输气管7的右端固定连接有储气罐8，通过矿井内不需要进行供富氧尾气时给所有旋转电机21供电使用每个旋转电机21的旋转轴旋转一圈，从而可以带动齿轮22旋转一圈，这样就可以通过齿条20带动梯形条31向左移动，从而当梯形条31 与卡槽19分离后，每个弧形板15就会向上云洞堵住每个通槽34，同时齿轮 22旋转一周后没有齿牙的位置就会朝向齿条20，从而避免齿轮22影响梯形条31移动，这样输气管7内的富氧气体就会进入储气罐8内进行储存方便以后使用，每个弧形板15上侧均固定安装有小柱14，每个小柱14分别与每个通槽34活动连接，每个小柱14上侧均固定安装有半圆块13，通过小柱14可以提高通槽34的密封效果，同时通过半圆块13可以使用外界石块碎块得杂物落下来后可以随着半圆块13的弧面滑落，避免进入通槽34内影响装置运行。
在使用时，第一步：通过由PSA制氮机排出的富氧尾气经过输气管7输送进入矿井内，增加矿井内空气的流通速率，同时输送进去的富氧尾气中含氧量要高于正常空气，与矿井内工作人员呼吸产生的含氧量较低的空气中和，使空气中的氧含量有所回升，减少矿井内工作人员的窒息风险，由PSA制氮机排出的富氧尾气仍然含有一定压力，故可以在矿井内形成压力差，以平衡地下水的压力，从而使地下矿井的透水事故发生概率下降。同理，矿井内的废水也不容易到处流动，造成危险的概率下降。
第二步：通过将输气管7安装在矿井内，然后当工作人员的工作区域需要进行供氧时，向下按压工作人员工作区域附近的弧形板15，从而可以带动对应的升降柱17向下移动，这样就可以带动卡槽19向下移动，从而可以利用升降柱17向下移动挤压梯形条31的斜面带动梯形条1向左移动，随着升降柱17继续向下移动，当梯形条31对准卡槽19后，压力弹簧b32的回弹就会带动梯形条31进入卡槽19内固定柱升降柱17，从而可以露出通槽34进行对矿井内排放富氧尾气，这样就可以避免富氧尾气在矿井内全面排放产生浪费。
第三步：通过向下移动升降条12，就可以通过三角条33向左移动，从而可以带动梯形条31向左移动，当梯形条31与卡槽19分离后就可以通过压力弹簧a16带动弧形板15向上移动堵住通槽34，这样就可以关闭对应的通槽 34。
第四步：通过矿井内不需要进行供富氧尾气时给所有旋转电机21供电使用每个旋转电机21的旋转轴旋转一圈，从而可以带动齿轮22旋转一圈，这样就可以通过齿条20带动梯形条31向左移动，从而当梯形条31与卡槽19 分离后，每个弧形板15就会向上云洞堵住每个通槽34，同时齿轮22旋转一周后没有齿牙的位置就会朝向齿条20，从而避免齿轮22影响梯形条31移动，这样输气管7内的富氧气体就会进入储气罐8内进行储存方便以后使用。
第五步：通过小柱14可以提高通槽34的密封效果，同时通过半圆块13 可以使用外界石块碎块得杂物落下来后可以随着半圆块13的弧面滑落，避免进入通槽34内影响装置运行。
实施例二
在实施例一的基础上请参阅图1-5，输气管7的上固定安装有连接板9，连接板9上开设有安装槽10，连接板9的下侧固定安装有出气管11，出气管 11的上开设有入气槽27，出气管11内侧壁固定安装有一组过滤管24，每个过滤管24分别与每个入气槽27连通，每个过滤管24上端均固定安装有过滤板28，每个过滤板28上侧固定安装有旋转驱动23，旋转驱动23的输出轴活动贯穿过滤板28，旋转驱动23的输出轴上固定连接有旋转条26，旋转条26 与过滤板28下侧贴合，两个旋转条26下侧均固定安装有两个清理条25，每个清理条25分别与每个过滤管24内侧壁贴合，通过出气管11可以将矿井内多余的空气排放出气，通过驱动每个小柱驱动23，可以带动每个小柱条26小柱，这样就可以带动每个清理条25，从而可以清理每个过滤管24与每个过滤板28，这样就可以避免灰尘进入出气管11内产生堵塞。
在使用时，通过出气管11可以将矿井内多余的空气排放出气，通过驱动每个小柱驱动23，可以带动每个小柱条26小柱，这样就可以带动每个清理条 25，从而可以清理每个过滤管24与每个过滤板28，这样就可以避免灰尘进入出气管11内产生堵塞。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种利用PSA制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统，包括空压机(1)，其特征在于：所述空压机(1)通过管道连接有空气净化装置(2)，空气净化装置(2)通过管道连接有空气储罐(3)，空气储罐(3)通过管道连接有氧氮分离装置(4)，氧氮分离装置(4)通过管道连接有氮气缓冲罐(5)，氮气缓冲罐(5)通过管道连接有流量计(6)，流量计(6)上固定连接有输气管(7)。
2.根据权利要求1所述的一种利用PSA制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统，其特征在于：所述输气管(7)上开设有一组通槽(34)，输气管(7)内侧壁固定安装有固定管(18)，固定管(18)内活动连接有一组升降柱(17)，每个升降柱(17)上侧均固定安装有弧形板(15)，每个弧形板(15)分别与每个通槽(34)贴合，每个弧形板(15)下侧均固定安装有压力弹簧a(16)，每个压力弹簧a(16)分别与每个固定管(18)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种利用PSA制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统，其特征在于：每个所述升降柱(17)上均开设有卡槽(19)，每个固定管(18)上均开合有滑槽(35)，每个滑槽(35)内均活动连接有梯形条(31)，每个滑槽(35)上内壁均开设有小槽(30)，每个小槽(30)的左壁均固定安装有压力弹簧b(32)，每个压力弹簧b(32)的右端均固定安装有小块(36)，每个小块(36)分别与每个梯形条(31)固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种利用PSA制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统，其特征在于：每组所述梯形条(31)上均开设有方槽(29)，每个方槽(29)的左内壁固定安装有三角板(33)，方槽(29)内活动连接有升降条(12)，每个升降条(12)均活动贯穿输气管(7)。
5.根据权利要求3所述的一种利用PSA制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统，其特征在于：每个所述梯形条(31)的左端均固定安装有齿条(20)，输气管(7)内侧壁固定安装有一组旋转电机(21)，每个旋转电机(21)的输出轴上固定套接有齿轮(22)，齿轮(22)上有四分之一没有齿牙，输气管(7)的右端固定连接有储气罐(8)。
6.根据权利要求2所述的一种利用PSA制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统，其特征在于：每个所述弧形板(15)上侧均固定安装有小柱(14)，每个小柱(14)分别与每个通槽(34)活动连接，每个小柱(14)上侧均固定安装有半圆块(13)。
7.根据权利要求1所述的一种利用PSA制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统，其特征在于：所述输气管(7)的上固定安装有连接板(9)，连接板(9)上开设有安装槽(10)，连接板(9)的下侧固定安装有出气管(11)，出气管(11)的上开设有入气槽(27)。
8.根据权利要求7所述的一种利用PSA制氮机富氧尾气排除矿井内废气及废水的系统，其特征在于：所述出气管(11)内侧壁固定安装有一组过滤管(24)，每个过滤管(24)分别与每个入气槽(27)连通，每个过滤管(24)上端均固定安装有过滤板(28)，每个过滤板(28)上侧固定安装有旋转驱动(23)，旋转驱动(23)的输出轴活动贯穿过滤板(28)，旋转驱动(23)的输出轴上固定连接有旋转条(26)，旋转条(26)与过滤板(28)下侧贴合，两个旋转条(26)下侧均固定安装有两个清理条(25)，每个清理条(25)分别与每个过滤管(24)内侧壁贴合。
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