[发明专利]矿井热环境除湿再生系统及方法

说明书

一种矿井热环境除湿再生系统及方法，适用于煤矿井下高温高湿环境使用。它包括溶液除湿装置，溶液除湿装置与加热再生相变装置相连接，加热再生相变装置通过管路循环与溶液除湿装置连接，还通过管路与冷却装置相连接。不需要地面环境空气，不受井下热环境影响，有效实现了除湿溶液井下再生的技术难题，解决了井下制冷压缩机冷凝废热排放困难问题，实现了矿井降温系统能量的高效合理利用。

技术领域

本发明涉及一种矿井热环境除湿再生系统及方法，尤其适用于煤矿井下高温高湿环境使用的矿井热环境除湿再生系统及方法。

背景技术

随着深部开采，矿井热害问题愈发突出，井下热环境控制(温度、湿度)，对安全高效生产越来越重要。

目前井下热环境控制方式为制冷降温，在对热空气降温同时也可实现冷冻除湿。液体除湿系统在地面空调系统中采用较多，再生多采用空气喷淋方式，由于井下空气温度高、湿度大，吸湿能力小，不能利用其作除湿溶液的再生，是限制溶液除湿系统在井下深部开采热环境治理应用的主要因素。

发明内容

针对上述技术问题，提供一种结构简单，使用效果好，不受井下环境热环境影响，高效除湿且节能环保的矿井热环境除湿再生系统及方法。

为实现上述技术目的，本发明的井下深部开采热环境除湿再生系统，包括溶液除湿装置，溶液除湿装置为设置在井下采煤巷道或掘进巷道进风口中的多个单螺旋圆锥形喷头，溶液除湿装置底部设有出液口，出液口通过管路与加热再生相变装置，溶液除湿装置与加热再生相变装置之间的管路上顺序设有阀门Ⅰ、过滤器、旁路阀门、防爆溶液泵Ⅰ和阀门Ⅲ，其中阀门Ⅰ的入口处和旁路阀门的出口处管路上通过管路并联有阀门Ⅱ，利用圆锥形喷头对入的高温高湿空气喷洒氯化钙溶液吸收空气中的水蒸汽，从而降低空气的湿度并生成稀释的氯化钙溶液，稀释的氯化钙溶液利用设置在溶液除湿装置上的的出液口排出，最终通过管路进入加热再生相变装置；

所述加热再生相变装置为立式结构的螺旋缠绕壳管式换热器，与制冷机组一起设置在在井下硐室，螺旋缠绕壳管式换热器内部设有螺旋管，螺旋管中循环设有加热介质，螺旋管的一端与矿用制冷压缩机的出口连接，另一端通过与制冷系统电子膨胀阀连接，加热再生相变装置的外壳侧通过管路通入除湿后的稀氯化钙溶液，螺旋管没入稀氯化钙溶液中，螺旋管内的加热介质加热再生相变装置中的稀氯化钙溶液,加热再生相变装置代替常规情况下矿用空调的冷凝器，无需再设置专用冷凝器，加热再生相变装置回收井下矿用空调的冷凝废热或机电设备散热，利用回收热量对设置在再生相变装置中的稀释的氯化钙溶液进行加热，水蒸发后氯化钙溶液浓度增加从而还原氯化钙溶液，利用再生相变装置底部设置的出液口通过管路与溶液除湿装置的多个单螺旋圆锥形喷头相连接，加热再生相变装置与溶液除湿装置之间的管路上设有防爆溶液泵Ⅱ，防爆溶液泵Ⅱ的进出口两端分别设有阀门Ⅳ和阀门Ⅵ；

加热再生相变装置顶部设有蒸汽管，并通过蒸汽管连接有冷却器，加热再生相变装置与冷却器之间的蒸汽管上设有电磁阀Ⅱ，冷却器中设有蛇形管，蛇形管的两端循环设有冷却介质，冷却器底部设有冷凝水排水管。

所述冷却器上还设有两条通气管路，其一通气管路上设有气体压力控制阀用于控制冷凝液排出冷却器时内部与外界压力差的装置，其二通气管路上设有电磁阀Ⅰ并通过电磁阀Ⅰ连接有防爆气体泵，调节与控制加热再生相变装置内的压力，满足氯化钙溶液再生条件。

所述加热介质为制冷剂，冷却介质为温度比加热再生相变装置产生的低压水蒸汽饱和温度低的冷却水，通常不超过40℃。

一种井下深部开采热环境除湿再生方法，其特征在于步骤为：