[发明专利]二氧化碳制气工艺及其发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及二氧化碳制气，具体是一种适合煤矿防爆、灭火及抢险救灾使用的二氧化碳制气工艺及其发生装置。

背景技术

目前，煤矿使用的二氧化碳发生器都是由2～3个原料罐、反应罐及附属设备组成，体积庞大，且不能连续操作产气，供气不稳定，自动化程度极低，操作人员多，劳动强度高，不利于进行井下安全操作。因此，以能够连续操作产气为目的，专利号为98123697.9的中国专利公开了一种“连续制取二氧化碳的设备”，该设备已在我国9个省18个地市国有煤矿和地方煤矿中推广应用，其灭火和抑爆效果特别显著，并以卓越的性能赢得了广大用户的认可和好评，但据用户反映，该产品存在下列问题，有待于进行改进：1、现有设备由同一型号的两台发生器组成，其中一台工作，另一台备料，两台轮流循环工作，以此方法连续制取二氧化碳，但是，实际产气工艺过程是不连续的，而是间断的，致使产气流量和压力不稳定，影响制气效率；2、一套设备有两台发生器，每一台发生器上都装有两个压力容器，共有大小不等的四个压力容器，加之两台贮料箱及供料装置，设备体积庞大，不利于煤矿井下运输、安装、使用；3、设备制气工艺流程是：装料、制气、排气、排污等四道工序，各道工序必须分别按先后顺序进行，制气工艺复杂，工艺技术落后；4、设备的制气工艺过程全靠人工操作来实现，于是设备的附属开关和阀门频繁启动，致使设备的故障率和损坏率增加，且劳动强度大。

发明内容

本发明为了解决现有制气工艺的各工序分步进行、技术落后的问题，提供了一种二氧化碳制气工艺。

本发明是采用如下技术方案实现的：二氧化碳制气工艺，包括如下步骤：

1、将硫酸和碳酸氢铵溶液同时经进料装置混合后加入反应罐(即压力容器)内反应，生成二氧化碳气体，完成装料、制气工序；

2、在进行步骤1的同时，打开排气阀向外排气，通过观察排气管上的流量计，通过流量调节阀调节进料：硫酸和碳酸氢铵溶液的流量，按实际需要的产气量向外排气，完成排气工序；

3、在进行步骤1、2的同时，通过观察安装于反应罐上的液位计，调节反应罐底部的排污阀开度，控制反应罐内的废液高度在反应罐高度的二分之一到四分之一之间，连续向外排污，完成排污工序。

本发明所述工艺在装料同时进行混合制气，并在制气的同时进行排气、排污，将装料、制气、排气、排污等四道工序并行作业，因此，仅以一个压力容器连续进行二氧化碳气体制备，即能满足实际当中对二氧化碳气体用量的需求，而不需要两个甚至更多数量的反应罐交替进行工作，简化实现该工艺的设备结构。

另外，本发明为了实现上述制气工艺，同时解决现有二氧化碳气体制取设备体积大、制气不连续等问题，提供了一种二氧化碳发生装置。

所述二氧化碳发生装置，包括反应罐(即压力容器)，反应罐顶部设有进料装置、安全阀、压力表、和上设有排气阀的排气管，反应罐底部设置有排污阀，所述进料装置包括伸入反应罐内的、套固在一起的进料内管和进料外管，进料外管侧壁上开有进料口，进料内管顶端和进料外管上的进料口设有流量调节阀；进料内管底端的管壁和管底开有进料喷淋孔，进料外管与进料内管之间、与进料内管进料喷淋孔正对处设有导流叶轮；

反应罐内进料装置下方设有反应槽；

所述反应罐为立式罐，反应槽包括架固于反应罐内的上反应槽，以及平行设置于上反应槽下方、中间设有溢流口、且溢流口处设有溢流堰、并与反应罐罐壁固定构成环状反应槽的下反应槽，上反应槽的槽壁作为溢流堰，并与反应罐罐壁之间留有溢流间隙；具体实施时，上、下反应槽可以成组设置，且上述上、下反应槽的位置可以调置，不会影响其设置目的。硫酸与碳酸氢铵溶液由进料装置沉降至上反应槽，当上反应槽盛满后，料液经由上反应槽槽壁与反应罐罐壁之间的溢流间隙沉降至下反应槽，下反应槽盛满后，料液经由下反应槽中间的溢流堰、溢流口流入反应罐罐底；

或者所述反应罐为卧式罐，反应槽包括架固于反应罐内的槽体，槽体内设有若干个相互错开、将槽体分隔成连通的导流道的隔板，槽体底部或侧壁上开有溢流口；当硫酸与碳酸氢铵溶液由进料装置沉降至反应槽内，会延导流道流动、反应，直至经溢流口排入反应罐罐底。

反应罐上还设有液位计。排气管上设有流量计。