一种二氧化碳低温汽化装置
技术领域
本实用新型涉及矿井惰化领域，具体涉及一种二氧化碳汽化装置。
背景技术
开采矿井煤层时，煤炭暴露于空气中会发生氧化现象，导致煤体升温，出现火灾隐患甚至发生火灾。因此，在发现火灾和火灾隐患时，多采用矿井惰化的方法，向矿井中充入二氧化碳等惰性气体，通过降低氧气、可燃气体浓度和环境温度来消除火灾隐患减小失火及爆炸的危险。
目前应用于煤矿矿井惰化的方法有汽化法、直注法两种。直注法为利用管道向井下注入液态二氧化碳，通过管道汽化后稀释氧气、可燃气体浓度。但大量液态二氧化碳汽化时吸热，导致管道周边温度急剧下降，产生雪花状干冰堵塞管口，影响惰化进程。而汽化法是将液态二氧化碳通过空浴式汽化器、水浴式汽化器进行汽化。空浴汽化器受汽化环境温度影响较大，通常汽化气体流量不足，且出口温度过低也导致无法判断内部液体汽化效果，极易造成液体夹带，造成输送管道内的干冰堵管。
水浴汽化器基本不会在管口产生干冰，但此方法需要在热力或电力辅助下进行，一般情况下，水浴式汽化器汽化1吨液态二氧化碳耗电较大，约为100～120KW/h。此外，受技术及工艺限制，汽化器输出的二氧化碳温度通常为20～40℃，为了防止较高温度的气态二氧化碳减弱了矿井惰化效率，有时会增加了中间冷却介质。目前水浴汽化器中间冷却介质大多为水，过低温度的气体输出会造成水浴器内结冰，导致损坏设备。故限制了汽化法在煤矿矿井惰化过程中的应用效果和使用范围。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可输出低温气体二氧化碳的汽化装置，减少因形成干冰导致的设备损坏，降低汽化过程中的电能消耗。
本实用新型所述二氧化碳低温汽化装置，包括汽化器（2）、补液管路（3）、温度调节阀（4）、限流盲板（5）、补液口（6）、降温管路（7）、压力表（9）、以及温度表（10）。
所述降温管路（7）一端连接于汽化器（2）出气口，一端直通井下，被汽化器（2）汽化的二氧化碳经降温管路（7）通向井下。
所述补液管路（3）从进入汽化器（2）前的管道中分流出液态二氧化碳，于汽化器（2）出口后连接降温管路（7）。
所述补液管路（3）中补充的液态二氧化碳总量为通过汽化器（2）二氧化碳总量的15～25%。
所述温度调节阀（4）入口端与补液管路（3）连接，出口端与降温管路（7）连接。
所述限流盲板（5）安装于补液管路（3）上温度调节阀（4）旁，位于流向降温管路（7）一侧。
所述二氧化碳低温汽化装置还包括压力表（9）、温度表（10）和补液口（6），皆安装于降温管路（7）上，所述压力表（9）和温度表（10）安装于温度控制点（8）之后。
所述补液口（6）至温度控制点（8）管路的长度不小于1.0米。
所述补液口（6）从连接处伸入降温管路（7），向气流方向延伸。
进一步地，所述补液口（6）设置在降温管路（7）中心轴线上。
更进一步地，所述补液口（6）伸入降温管路（7）中的长度不大于0.05米。
所述补液口（6）后短距离内不设置管件，压力表（9）和温度表（10）距补液口（6）距离最短不小于1米。
本实用新型的有益效果为：
1）、在不改变汽化器应用条件的前提下，解决了传统汽化器不能获得低温气体的技术缺陷，提高汽化法在煤矿矿井惰化中的应用作用和使用范围，在煤矿矿井惰化同时可对矿井中的煤体进行了快速冷却。
2）、不需外界提供冷量，直接利用补充的液态二氧化碳降低气态二氧化碳温度，同时吸收的热量一部分液态二氧化碳汽化，整体提高了汽化效率，降低了能耗。
附图说明
图1为本实用新型所述二氧化碳低温汽化装置工作示意图。
图2为本实用新型所述二氧化碳低温汽化装置管道布置图。
图3为补液口至压力、温度测量表之间的管道结构示意图。
具体实施方式
实施例1矿井惰化操作。
如图1所示二氧化碳低温液化装置，包括：汽化器2、补液管路3、温度调节阀4、限流盲板5、补液口6、降温管路7、温度控制点8、压力表9、温度表10。
所述降温管路7，一端连接于汽化器2出气口，一端直通井下，被汽化器2汽化的二氧化碳经降温管路7通向井下，对矿井进行惰化操作。
所述补液管路3从进入汽化器2前的管道中分流出液态二氧化碳，于汽化器2出口后连接降温管路7。由于液态二氧化碳汽化热为347KJ/KG、固化温度为-56.6℃，在绝热条件下降压至0.518MPA（绝）液体汽化可使其部分冷却成干冰，而气态二氧化碳热容小0.85KJ/KG.K(Cp)，因而，补液管路3中补充的液态二氧化碳总量应为通过汽化器2二氧化碳总量的15～25%。
所述温度调节阀4入口与补液管路3连接，出口与降温管路7连接，通过调节液态二氧化碳的补入量实施对系统输出气体的温度控制。
所述限流盲板5安装于补液管路3上温度调节阀4旁，位于流向降温管路7一侧，防止因调节阀调动幅度过大，在补液管路3中形成干冰流入、堵塞降温管路7。
此外，如图2所示，所述压力表9、温度表10和补液口6安装于降温管路7上，位于温度控制点8之后。
所述补液口6距温度控制点8的管路长度不小于1.0米，以保证液态二氧化碳在降温管路7中的汽化效果。
所述补液口6从连接处伸入降温管路7，向气流方向延伸，保证补入的液态二氧化碳与降温管路7中原有的气态二氧化碳流向一致。
如图3所示，所述补液口6设置在降温管路中心轴线上，伸入降温管路7中的长度应不大于0.05米，防止液态二氧化碳在补液管路3中汽化，减少补入降温管路7的液态二氧化碳量，影响补液效果。
所述补液口6后的降温管路7短距离内不设置管件，防止管件影响气态、液态二氧化碳混合，压力表9和温度表10距补液口6距离最短不小于1米，保证补充的液态二氧化碳与从汽化器2输出的气态二氧化碳换热均匀平稳。
操作本实用新型所述二氧化碳低温汽化装置时，首先检测系统气密性：
1）、将二氧化碳槽车1气相与系统对接，打开汽化器2入口、出口阀及所有仪表根部阀，慢慢打开二氧化碳车辆气相阀，向系统充压。
2）、待系统压力升至1.0MPa，关闭二氧化碳槽车1气相阀，停压5分钟对注入进行系统检查，发现漏点及时泄压处理。
待检查确认系统无漏点后，打开二氧化碳槽车1气相阀，将系统充压至与槽车压力平衡，关闭二氧化碳槽车1气相阀，停压30分钟。
检查确认系统无漏点，系统压力没有明显变化，气密试验结束。
第二步，进行矿井惰化操作：
1）、关闭二氧化碳槽车1气相阀、汽化器2入口阀，打开槽车气相管路泄压阀，将二氧化碳槽车1与汽化器2连接管路泄压。
2）、拆除二氧化碳槽车1气相接口，将液相接口与汽化器2连接，打开二氧化碳槽车1液相阀，打开汽化器2进口阀向系统送液。
3）、打开汽化器2出口阀，慢慢打开井口切断阀，控制汽化压力≧1.0MPA、汽化器2水浴温度≧40℃、汽化器2出口二氧化碳温度20～40℃。
待系统运行参数稳定后，将降温器温度调节阀4设定在-30℃投用，控制入井二氧化碳温度-20～-50℃。
此外，进行惰化操作前，先封闭隐患区，形成密闭区12，隐患消除后拆除封堵，连通巷道11和密闭区12，恢复正常工作。
操作过程中记录系统槽车压力、汽化压力、注入流量、入井温度、入井压力。
实施例2系统管路爆裂处理操作。
当二氧化碳低温汽化装置中管路出现爆裂情况时，进行如下操作：
1）、关闭二氧化碳槽车1液相或气相阀，切断系统供液或供气。
2）、关闭井口切断阀，防止空气进入密闭系统。
3）、操作人员撤离到安全区域并做好现场警戒，待系统压力泄至常压后进行事故调查和处理。
实施例3系统停电处理操作。
当二氧化碳低温汽化装置突发断电时，为防止汽化器2温度短时间内大幅降低，产生干冰堵塞管道，进行如下操作：
1）、关闭二氧化碳槽车1液相阀，切断进入汽化器2的液源，防止汽化器2水浴结冰。
注意汽化器2水浴温度，利用汽化器2余温将汽化系统内液态二氧化碳全部汽化送入密闭区。
2）、关闭温度调节阀4，停止向降温器补液。
3）、当汽化器2水浴温度低于20℃后，关闭汽化器2出口阀、井口切断阀，如汽化系统内仍有余液，通过打开槽车液相出口泄压阀排净。
4）、待系统内压力降至常压，关闭系统内全部阀门。
