CN103808858A - 一种煤矿瓦斯检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿瓦斯检测装置，包括：送风系统、过滤系统、主反应器、检测监控系统四大部分。以特制的复合光催化剂为气体净化载体，采用将催化剂粉体分散于液相中的形式，制作而成的光催化瓦斯净化器。瓦斯气体在抽风泵的作用下进入反应器，在复合光催化剂的高效光催化作用下被分解成CO₂和H₂O，从而达到降低瓦斯浓度，防止瓦斯爆炸。本装置灵巧简便，操作简单，便于安装；成本低，能耗小，安全性高，降解产物清洁无污染，是一项绿色环保技术。

Description

一种煤矿瓦斯检测装置

技术领域

本发明属于煤矿安全生产设备技术领域，涉及一种煤矿瓦斯检测装置。

背景技术

煤炭作为我国的主要能源，在一次能源生产和消费结构中始终占70%左右，但目前我国煤矿安全生产形势严峻，我国煤炭工业有300多万从业人员，同时也具有全球最高的人均矿难事故发生率，伤亡人数为世界上主要采煤国家死亡总数的４倍。煤矿企业存在规模巨大、人员众多、作业点分散、工作环境恶劣、事故突发性强的特点，国家对煤矿的安全生产也日益重视，监管力度在不断加强。“安全生产”已经成为目前煤炭企业的生存之本。而瓦斯是矿井安全生产的最大威胁，目前常见的瓦斯处理技术有：瓦斯抽放、生物降解、超重力场裂解瓦斯等，但它们存在运行费用高，降解率低，二次污染严重等局限性。

瓦斯爆炸的频率在近几年呈上升趋势，在此严峻形势之下，急需一种安全性更好、性能更优越的瓦斯处理装置。

本发明提供了一种以TiO₂为主反应器净化原料的瓦斯处理装置，其他瓦斯处理系统相比，本装置具有能耗低、成本小、无二次污染等优势。 发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对目前瓦斯处理设备的不足，提供一种以特制的复合光催化剂为气体净化载体，采用将催化剂粉体分散于液相中的形式的光催化瓦斯处理装置。

本发明采用的技术方案是：一种煤矿瓦斯处理装置，包括：送风系统、过滤系统、主反应器、检测监控系统四大部分组成；送风系统包括吸气泵、通气管路、一次增压泵、回流增压泵、节流阀、进气阀、出气阀、回流阀；过滤系

统主要用于除去硫化氢、粉尘等杂质；主反应器主要装有复合二氧化钛光催化剂的反应罐；检测监控系统包括初始甲烷检测器、处理后甲烷检测器。

吸气泵位于矿井瓦斯气体区域，吸气将瓦斯气体通过气体管路输送到过滤系统，过滤系统除去硫化氢和粉尘等杂质后，通过管路将含有甲烷的气体输送到主反应器，在复合光催化剂的高效光催化作用下被分解成CO₂和H₂O，主反应器催化分解后的气体经反应后检测器检验后，达到排放浓度的将通过气体出口排放，达不到排放浓度的气体将回流管路再次回流进入主反应器分解处理。

进气阀位于吸气泵和过滤系统之间的管路上，出气阀位于主反应器与气体出口之间的管路上，节流阀位于过滤系统和主反应器之间的管路上，回流阀位于回流管路上。进气阀主要是方便对设备进行实时的维修和维护；节流阀主要是在反应后的气体不符合排放要求而要进行回流二次处理时，控制初始气体的进气量，以保证主反应器的处理容量。出气阀和回流阀主要是控制一次处理后气体的排放与二次处理，当一次处理后经处理后甲烷检测器检测确认为达到排放要求的气体，此时回流阀关闭，出气阀打开排放气体；如经检测器检测没有达到排放要求时，出气阀关闭，回流阀打开气体再次进入主反应器进行二次处理。主反应器中装有压力检测装置，当反应器内的压力达到额定压力时，进气阀自动关闭，同时吸气泵停止工作。

净化材料以特制的复合二氧化钛为主，采用将二氧化钛粉体分散于液相中的形式，催化剂在溶液中呈高分散的纳米状态，利于与待降解的污染气体充分接触；TiO₂表面包有一层无机薄膜，使催化剂在液相中不易团聚。

   由于进气方式采用由下往上鼓泡进入，为增加进气压力在一次进气管路和回流管路上分别装有一次增压泵和回流增压泵。

整个装置采用计算机智能控制。

为解决主反应器净化原料纳米TiO₂极易团聚，分散性差，导致比表面减小，催化效果降低和粉体TiO₂回收困难，在TiO₂表面包一层无机薄膜,使催化剂在液相中不易团聚，同时采用由下往上鼓泡进入的进气方式，与复合TiO₂的高分散性、重复使用性相结合，可使催化剂长期处于悬浮状态，从而不用考虑回收问题。

    本发明的主要技术指标：纳米复合光催化剂能高度分散于液相中,而且无明显沉淀，保持时间t＞15天；对甲烷气体具有明显降解效果，降解率η>60%。

本发明所实现的技术效果是：以特制的复合光催化剂为气体净化载体，采用将催化剂粉体分散于液相中的形式，制作而成的瓦斯处理装置。瓦斯气体在吸气泵的作用下经过滤系统和增压泵进入反应器，在复合光催化剂的高效光催化作用下被分解成CO₂和H₂O，从而达到降低瓦斯浓度，防止瓦斯爆炸发生的目的。

附图说明

图1是瓦斯处理装置结构图

其中：1.吸气泵 2.管路 3.进气阀 4.过滤系统 5.初始甲烷检测器 6.一次增压泵 7.节流阀 8.反应后气体 9.反应后甲烷检测器 10.出气阀 11.回流阀 12.回流增压泵 13.复合光二氧化钛催化剂 14.主反应器

具体实施方式

如图所示，本发明包括：送风系统、过滤系统、主反应器、检测监控系统四大部分组成；送风系统包括吸气泵1、通气管路2、一次增压泵6、回流增压泵12、节流阀7、进气阀3、出气阀10、回流阀11；过滤系统4主要用于除去硫化氢、粉尘等杂质；主反应器14主要装有复合二氧化钛光催化剂13的反应罐；检测监控系统包括初始甲烷检测器5、处理后甲烷检测器9。

吸气泵1位于矿井瓦斯气体区域，吸气泵1将瓦斯气体通过气体管路2输送到过滤系统4，过滤系统4除去硫化氢和粉尘等杂质后，通过管路2将含有甲烷的气体输送到主反应器14，在复合光催化剂13的高效光催化作用下被分解成CO₂和H₂O，主反应器14催化分解后的气体经反应后检测器9检验后，达到排放浓度的将通过气体出口排放，达不到排放浓度的气体将回流管路再次回流进入主反应器14分解处理。

进气阀3位于吸气泵1和过滤系统4之间的管路上，出气阀10位于主反应器14与气体出口之间的管路上，节流阀7位于过滤系统4和主反应器14之间的管路上，回流阀11位于回流管路上。进气阀3主要是方便对设备进行实时的维修和维护；节流阀7主要是在反应后的气体不符合排放要求而要进行回流二次处理时，控制初始气体的进气量，以保证主反应器14的处理容量。出气阀10和回流阀11主要是控制一次处理后气体的排放与二次处理，当一次处理后经处理后甲烷检测器检测9确认为达到排放要求的气体，此时回流阀11关闭，出气阀10打开排放气体；如经检测器9检测没有达到排放要求时，出气阀10关闭，回流阀11打开气体再次进入主反应器14进行二次处理。主反应器中14装有压力检测装置，当主反应器14内的压力达到额定压力时，进气阀3自动关闭，同时吸气泵1停止工作。

由于进气方式采用由下往上鼓泡进入，为增加进气压力在一次进气管路和回流管路上分别装有一次增压泵6和回流增压泵12。

Claims (5)

1.一种一种煤矿瓦斯检测装置：送风系统、过滤系统（4）、主反应器（14）、检测监控系统四大部分组成；其中，送风系统包括吸气泵（1）、通气管路（2）、一次增压泵（6）、回流增压泵(12)、节流阀(7)、进气阀(3)、出气阀(10)、回流阀(11)；过滤系统（4）主要用于除去硫化氢、粉尘等杂质；主反应器（14）主要装有复合二氧化钛光催化剂（13）的反应罐；检测监控系统包括初始甲烷检测器(5)、处理后甲烷检测器（9）。

2.根据权利要求1所述的瓦斯处理装置，其特征在于：吸气泵（1）位于矿井瓦斯气体区域，吸气泵（1）将瓦斯气体通过气体管路（2）输送到过滤系统（4），过滤系统（4）除去硫化氢和粉尘等杂质后，通过管路（2）将含有甲烷的气体输送到主反应器（14），在复合光催化剂（13）的高效光催化作用下被分解成CO₂和H₂O，主反应器（14）催化分解后的气体经反应后检测器（9）检验后，达到排放浓度的将通过气体出口排放，达不到排放浓度的气体将回流管路再次回流进入主反应器（14）分解处理。

3.根据权利要求1所述的瓦斯处理装置，其特征在于：进气阀（3）位于吸气泵（1）和过滤系统（4）之间的管路上，出气阀（10）位于主反应器（14）与气体出口之间的管路上，节流阀（7）位于过滤系统（4）和主反应器（14）之间的管路上，回流阀（11）位于回流管路上。

4.根据权利要求1所述的瓦斯处理装置，其特征在于：节流阀（7）主要是在反应后的气体不符合排放要求而要进行回流二次处理时，控制初始气体的进气量，以保证主反应器（14）的处理容量。

5.根据权利要求1所述的瓦斯处理装置，其特征在于：出气阀（10）和回流阀（11）主要是控制一次处理后气体的排放与二次处理，当一次处理后经处理后甲烷检测器检测（9）确认为达到排放要求的气体，此时回流阀（11）关闭，出气阀（10）打开排放气体；如经检测器(9)检测没有达到排放要求时，出气阀(10)关闭，回流阀（11）打开气体再次进入主反应器（14）进行二次处理。

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