[实用新型]矿井回风余热全回收利用装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种矿井回风余热的回收和利用，具体的说是一种以“空气喷淋室”方式，全部、高效的回收利用矿井回风余热的装置。广泛适用于各种矿井的回风余热回收。

背景技术

对地下采矿业而言，井下通风是必不可少的，一般将从井下排出来的风简称为矿井回风。矿井回风以显热和潜热两种形式带出几百米以下地层的热量，其蕴含的热能相当可观，以年产90万吨的煤矿为例，矿井回风量：150立方米/秒，冬季矿井回风的温度为27℃，相对湿度95％。采用本实用新型进行余热回收，可将回风温度从27℃降低到15℃，相对湿度从95％降低到70％，可提取的余热量为8220.5KW，(Q＝150X1.137X(82.04-33.84)＝8220.5kW)，经热泵升温(COP＝3.8)后，完全能够保证一个17.2万平方米住宅小区的冬季供暖(用热指标60W/平方米)。

近年来，随着经济的发展和人民生活水平的不断提高，全社会更加关注节能减排和改善生活环境质量，国家和各级政府不断推出新的政策法规和相关技术标准，以推动节能减排工作。在能源利用方面，以不使用煤炭、石油、天然气为燃料，无废渣废气排放，不对人类的生存环境产生任何污染的“干净能源”如水力发电、风力发电、潮汐发电、太阳能和地热利用等将得到大力推广。矿井回风的余热回收，就是地热资源利用的一种方式，因此也越来越受到人们的重视。

在现有技术中，矿井回风的余热回收主要采用以下两种方法：一种是将矿井原有的回风扩散塔作为气水换热空间，在扩散塔内安装喷水设备，在扩散塔底部设水池，然后使用水源热泵进行余热回收。这种方法存在的问题是：由于没有专门建立合理的换热空间，在扩散塔内竖向由下向上的高速气流中进行喷水换热，扩散塔内风速一般都在每秒20至25米，不但喷出的水滴有相当一部分被吹出扩散塔，而且在这种小面积、短距离、高风速的竖向气流环境中采用单级喷淋的方式进行热湿交换，换热过程很不充分，只能回收矿井回风里的少量余热。另一种矿井回风热能回收的方法是，在矿井回风的风道内安装类似于暖气片的“空气-水换热器”，利用水源热泵或其他方式提供的低温条件，使“空气-水换热器”与矿井回风之间保持一定的温度差，利用这种温度差从矿井回风中吸收热量。由于矿井回风的温度比较低，所以以这种方法从矿井回风中提取热量就需要“空气-水换热器”有相当大的换热面积，往往安装一两万平方米的“空气-水换热器”也只能回收有限的热量，加上矿井回风湿度大、并含有粉尘和腐蚀性气体，这就要求所选用的“空气-水换热器”应具有较强的抗腐蚀能力，否则设备的使用寿命将很短。因此这种回收方法不但回收余热的能力有限，而且工程造价较高。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种节能、环保，技术成熟，造价低，能全面高效地回收矿井回风余热的余热回收利用装置。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：创造一种合理的气水换热环境，利用水源热泵机组提供的低温冷水对全部矿井回风进行三级高密度的逆向喷淋，力求最大限度地提取回风中的余热。

矿井回风余热回收利用装置由空气喷淋室、喷淋循环水装置和供热循环水装置组成，扩散塔的入口处设有矿井回风加压风机，其要点在于：扩散塔的顶部设置盖板，扩散塔的侧面设直通空气喷淋室的导风道，风道内设风道关断阀，空气喷淋室与导风道对接口处设导风板、均流板，空气喷淋室内依次设有一级喷淋排管、二级喷淋排管、三级喷淋排管和挡水板；沉淀池、一级落水池设在导风板、均流板的下部，二级落水池设在二级喷淋排管的下方，三级落水池设在三级喷淋排管的下方；一级喷淋加压泵的入口接二级落水池的排水管，出口接一级喷淋排管；二级喷淋加压泵的入口接三级落水池的排水管，出口接二级喷淋排管；三级喷淋加压泵的入口接一级落水池的排水管，出口接水源热泵蒸发器的入口经蒸发器接三级喷淋排管；供暖循环水泵接在水源热泵冷凝器的出口上。

所述的喷淋循环水装置可设置为多级喷淋。

本实用新型，由于设置了大通风面积的空气喷淋室，并配置了三级或三级以上高密度喷淋排管和水源热泵机组，创造了一个合理的气水换热环境，可以最大限度地回收了矿井回风的余热，运行成本低廉。如果将本实用新型应用于住宅小区的冬季供暖，不仅节约能源、减少了环境污染，而且运行费用将明显低于热电厂供暖的收费标准。

附图说明

附图为本实用新型示意图。

具体实施方式