矿井防自燃用二氧化碳的输送方法和输送装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种矿井防自燃用二氧化碳的输送方法，包括以下步骤：对气态二氧化碳加压，形成气态二氧化碳；对气态二氧化碳进行降温，形成气液混合二氧化碳；对气液混合二氧化碳进行节流降压；对气液混合二氧化碳进行降压；对气液混合二氧化碳进行冷却，形成气固两相混合二氧化碳；将气固两相混合二氧化碳喷向矿井遗煤。本发明专利技术还公开了一种矿井防自燃用二氧化碳的输送装置，包括依次连通的加压装置、降温装置、节流降压件、降压装置、冷却装置和喷嘴。该输送方法和输送装置，能够使气态二氧化碳有效的转换为气固两相混合二氧化碳，利用气固两相二氧化碳升华时需要吸取大量的热量，从而使得矿井遗煤的温度降低，有效防止遗煤自燃。

Conveying method and conveying device of carbon dioxide for preventing spontaneous combustion in mines

The invention discloses a method for transporting carbon dioxide for spontaneous combustion of mine, which includes the following steps: pressurizing the gaseous carbon dioxide to form gaseous carbon dioxide, cooling the gaseous carbon dioxide to form a gas-liquid mixed carbon dioxide, reducing the pressure of the gas-liquid mixed carbon dioxide, and entering the gas and liquid carbon dioxide into the carbon dioxide. The gas and liquid mixed carbon dioxide is cooled to form gas solid two phase carbon dioxide, and the gas solid two phase carbon dioxide is sprayed to the remaining coal in the mine. The invention also discloses a kind of carbon dioxide conveying device for mine anti spontaneous combustion, including a pressurizing device, a cooling device, a throttle step-down part, a depressurizing device, a cooling device and a nozzle. The conveying method and conveying device can effectively convert gas-solid carbon dioxide into gas-solid two phase mixed carbon dioxide. It is necessary to absorb a large amount of heat when the gas-solid two phase carbon dioxide is sublimated, thus reducing the temperature of the coal mine and preventing the spontaneous combustion of the coal.

【技术实现步骤摘要】
矿井防自燃用二氧化碳的输送方法和输送装置
本专利技术属于利用二氧化碳抑制矿井遗煤自燃的
，具体是涉及一种矿井防自燃用二氧化碳的输送方法和输送装置。
技术介绍
矿井的深部开采会面临高低温的环境，另外设备的放热也会使环境温度升高。因此热害问题也一直是矿井开采的重大研究方向。目前，矿井防灭火主要采用液态二氧化碳，主要因为采空区遗煤发生自燃，而气态的二氧化碳的密度比空气大，因此会储存在采空区的中部或者下部，更好的覆盖在煤炭上。但是，液态二氧化碳转行为气态二氧化碳的过程中吸收热量相对较少，降温效果差。而液态二氧化碳在输送过程中经常遇到堵管的问题，因此往往实践效果一般。通风所带来制冷效果并不能完全解决现场高温情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种矿井防自燃用二氧化碳的输送方法。该输送方法的流程简单，在输送过程中，能够使气态二氧化碳有效的转换为气固两相混合二氧化碳，利用气固两相二氧化碳升华时需要吸取大量的热量，从而使得矿井遗煤的温度降低，有效防止遗煤自燃。为实现上述目的，本专利技术矿井防自燃用二氧化碳的输送方法采用的技术方案是：矿井防自燃用二氧化碳的输送方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、对气态二氧化碳加压，形成压力为6MPa～7.9MPa的气态二氧化碳；步骤二、对所述气态二氧化碳进行降温，使所述气态二氧化碳的温度从293K～303K降至278K～283K，形成气液混合二氧化碳；步骤三、对所述气液混合二氧化碳进行节流降压，形成压力为3MPa～6MPa的气液混合二氧化碳；步骤四、对压力为3MPa～6MPa的气液混合二氧化碳进行降压，形成压力为0.1MPa～0.52MPa的气液混合二氧化碳；步骤五、对压力为0.1MPa～0.52MPa的气液混合二氧化碳进行冷却，形成温度为160K～213K的气固两相混合二氧化碳；步骤六、将所述气固两相混合二氧化碳喷向矿井遗煤。上述的矿井防自燃用二氧化碳的输送方法，其特征在于：在所述步骤六中，所述气固两相混合二氧化碳通过加压喷嘴喷向矿井遗煤。为了有效的实现将气态二氧化碳有效的转换为气固两相混合二氧化碳，并且不发生堵管现象，本专利技术还提供了一种矿井防自燃用二氧化碳的输送装置。本专利技术矿井防自燃用二氧化碳的输送装置采用的技术方案是：一种采用如上述输送方法输送二氧化碳的输送装置，其特征在于，包括：加压装置，用于对气态二氧化碳加压以形成压力为6MPa～7.9MPa的气态二氧化碳；降温装置，用于对所述气态二氧化碳进行降温，使所述气态二氧化碳的温度从293K～303K降到278K～283K，形成气液混合二氧化碳；节流降压件，用于对所述气液混合二氧化碳进行节流降压，形成压力为3MPa～6MPa的气液混合二氧化碳；降压装置，用于对压力为3MPa～6MPa的气液混合二氧化碳进行降压，形成压力为0.1MPa～0.52MPa的气液混合二氧化碳；冷却装置，用于对压力为0.1MPa～0.52MPa的气液混合二氧化碳的温度从278K～283K冷却到160K～123K，形成气固两相混合二氧化碳；喷嘴，用于将所述气固两相混合二氧化碳喷向矿井遗煤；所述加压装置、降温装置、节流降压件、降压装置、冷却装置和喷嘴依次连通。上述的输送装置，其特征在于：所述加压装置为气体增压阀。上述的输送装置，其特征在于：所述降温装置包括内管和设置在所述内管外侧的套管，以及用于将流过所述降温装置的二氧化碳温度控制在278K～283K的温度控制系统；所述内管的一端与所述加压装置相连通，所述内管的另一端与节流降压件相连通，所述内管和套管之间构成用于盛装冷却水的空腔，所述套管的左端设置有左封板，所述套管的右端设置有右封板，所述套管左端的上部设置有与所述空腔相通的进水口，所述套管右端的下部设置有与所述空腔相通的出水口，所述内管的左端和右端通过反馈管相连通；所述温度控制系统包括：温度传感器，用于检测经降温处理后的二氧化碳的温度；第一电磁阀，用于在二氧化碳温度为278K～283K时开通，在二氧化碳温度高于278K～283K时关闭；第二电磁阀，用于在二氧化碳温度高于278K～283K时开通，在二氧化碳为278K～283K时关闭；控制器，用于接收温度传感器输出的温度信号并控制第一电磁阀和第二电磁阀打开或关断；所述控制器的输入端与所述温度传感器相接，所述第一电磁阀和第二电磁阀均与所述控制器的输出端相接；所述温度传感器设置在内管位于套管靠近所述节流降压件的一侧，所述第一电磁阀设置在内管靠近所述节流降压件的一端，所述第二电磁阀设置在所述反馈管上。上述的输送装置，其特征在于：所述内管的外壁设置有多个环形的肋板。上述的输送装置，其特征在于：所述冷却装置包括内套筒和设置在所述内套筒外侧的外套筒，所述内套筒的左端设置有用于将所述内套筒和外套筒连接的左端板，所述内套筒的右端设置有用于将所述内套筒和外套筒连接的右端板，所述内套筒和外套筒之间填充有液氮，所述左端板上设置有流体进口，所述右端板上设置有流体出口，所述内套筒上开设有多个间隔布设的环形凹槽。上述的输送装置，其特征在于：所述喷头包括第一稳定管、第二稳定管和第三稳定管，所述第二稳定管的管径大于第一稳定管的管径，所述第三稳定管的管径大于第二稳定管的管径，所述第一稳定管和第二稳定管通过第一渐扩管连接，所述第二稳定管和第三稳定管通过第二渐扩管连接。上述的输送装置，其特征在于：所述第一渐扩管上设置有第一滤网，所述第二渐扩管上设置有第二滤网；所述第一滤网的网孔孔径为2cm，所述第二滤网的网孔孔径为1cm。上述的输送装置，其特征在于：所述节流降压件为缩径管。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术输送方法的流程简单，能够有效的将气态二氧化碳转换为气固两相混合二氧化碳，并且不会发生堵管现象。2、本专利技术输送方法能够输送出气固两相混合二氧化碳，通过气固两相混合二氧化碳对矿井遗煤进行降温，有效的利用了气固两相二氧化碳升华时需要吸取大量的热量，从而使得矿井遗煤的温度降低，有效防止遗煤自燃。3、本专利技术输送装置的结构简单、有效，能够有效的实现将气态二氧化碳转换为气固两相混合二氧化碳，提高了遗煤自燃防止的有效性。4、本专利技术输送装置中的降温装置的结构简单，能够有效的实现将二氧化碳降温至目标温度，其能够有效检测输出二氧化碳的温度，当输出二氧化碳温度不达标时，还能够进行再次降温处理。5、本专利技术输送装置中的冷却装置采用液氮的方式降温，能够有效的将二氧化碳降温至目标温度160K～123K。并且，通过在内套筒上设置多个环形凹槽，有效的增加了二氧化碳的换热面积，提高了降温效果。6、本专利技术输送装置中的喷头通过第一稳定管、第二稳定管和第三稳定管的管径不断变大，从而使得二氧化碳的压力变大，进而能够将气固两相混合二氧化碳快速、有效的喷向矿井遗煤。7、本专利技术输送装置中通过在喷头上设置第一滤网和第二滤网，对气固两相二氧化碳中的固体二氧化碳进行有效的逐步分离过滤，从而能够使喷头喷出粒径为1cm的固体颗粒，这种固体颗粒状的二氧化碳的升华更快。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术输送方法的方法流程图。图2为本专利技术输送装置的结构示意图。图3为本专利技术输送装置中降温装置的结构示意图。图4为本专利技术输送装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.矿井防自燃用二氧化碳的输送方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、对气态二氧化碳加压，形成压力为6MPa～7.9MPa的气态二氧化碳；步骤二、对所述气态二氧化碳进行降温，使所述气态二氧化碳的温度从293K～303K降至278K～283K，形成气液混合二氧化碳；步骤三、对所述气液混合二氧化碳进行节流降压，形成压力为3MPa～6MPa的气液混合二氧化碳；步骤四、对压力为3MPa～6MPa的气液混合二氧化碳进行降压，形成压力为0.1MPa～0.52MPa的气液混合二氧化碳；步骤五、对压力为0.1MPa～0.52MPa的气液混合二氧化碳进行冷却，形成温度为160K～213K的气固两相混合二氧化碳；步骤六、将所述气固两相混合二氧化碳喷向矿井遗煤。

【技术特征摘要】
1.矿井防自燃用二氧化碳的输送方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、对气态二氧化碳加压，形成压力为6MPa～7.9MPa的气态二氧化碳；步骤二、对所述气态二氧化碳进行降温，使所述气态二氧化碳的温度从293K～303K降至278K～283K，形成气液混合二氧化碳；步骤三、对所述气液混合二氧化碳进行节流降压，形成压力为3MPa～6MPa的气液混合二氧化碳；步骤四、对压力为3MPa～6MPa的气液混合二氧化碳进行降压，形成压力为0.1MPa～0.52MPa的气液混合二氧化碳；步骤五、对压力为0.1MPa～0.52MPa的气液混合二氧化碳进行冷却，形成温度为160K～213K的气固两相混合二氧化碳；步骤六、将所述气固两相混合二氧化碳喷向矿井遗煤。2.根据权利要求1所述的矿井防自燃用二氧化碳的输送方法，其特征在于：在所述步骤六中，所述气固两相混合二氧化碳通过加压喷嘴喷向矿井遗煤。3.一种采用如权利要求1所述输送方法输送二氧化碳的输送装置，其特征在于，包括：加压装置(1)，用于对气态二氧化碳加压以形成压力为6MPa～7.9MPa的气态二氧化碳；降温装置(2)，用于对所述气态二氧化碳进行降温，使所述气态二氧化碳的温度从293K～303K降到278K～283K，形成气液混合二氧化碳；节流降压件(3)，用于对所述气液混合二氧化碳进行节流降压，形成压力为3MPa～6MPa的气液混合二氧化碳；降压装置(5)，用于对压力为3MPa～6MPa的气液混合二氧化碳进行降压，形成压力为0.1MPa～0.52MPa的气液混合二氧化碳；冷却装置(7)，用于对压力为0.1MPa～0.52MPa的气液混合二氧化碳的温度从278K～283K冷却到160K～123K，形成气固两相混合二氧化碳；喷嘴(8)，用于将所述气固两相混合二氧化碳喷向矿井遗煤；所述加压装置(1)、降温装置(2)、节流降压件(3)、降压装置(5)、冷却装置(7)和喷嘴(8)依次连通。4.根据权利要求3所述的输送装置，其特征在于：所述加压装置(1)为气体增压阀。5.根据权利要求3所述的输送装置，其特征在于：所述降温装置(2)包括内管(2-1)和设置在所述内管(2-1)外侧的套管(2-2)，以及用于将流过所述降温装置(2)的二氧化碳温度控制在278K～283K的温度控制系统；所述内管(2-1)的一端与所述加压装置(1)相连通，所述内管(2-1)的另一端与节流降压件(3)相连通，所述内管(2-1)和套管(2-2)之间构成用于盛装冷却水的空腔，所述套管(2-2)的左端设置有左封板(2-5)，所述套管(2-2)的右端设置有右封板(2-6)，所述套管(2-2)左端的上部设置有与所述空腔相通的进水口(2-3)，所述套管(2-2)右端的下...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟小伟，葛晖，王凯，王伟峰，于志金，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61