CN108211757A - 一种矿用负压引射式硫化氢处理装置及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，包括净化部、引射部、压气部、碱液供给部和废液收集部，引射部进口与净化部出口连通，进风口处安装有气体传感器；压气部包括高压气泵和压气管道，压气管道一端与高压气泵出口连接，压气管道另一端与引射部进口处连通；碱液供给部包括碱液箱、碱液泵和碱液管道，碱液管道一端与碱液泵出口连接，碱液管道另一端伸入净化部内；废液收集部包括废液收集箱和废液管道，废液管道一端与废液收集箱进口连接，废液管道另一端与净化部底部废液出口连接。本发明还提供了一种利用该装置的矿用负压引射式硫化氢处理方法。本发明可有效的提高硫化氢的处理效率，能有效改善井下尤其是采掘工作面的作业环境。
Description
技术领域
本发明属于煤矿安全处理技术领域，具体是涉及一种矿用负压引射式硫化氢处理装置及处理方法。
背景技术
随着经济发展，能源需求增长，对煤炭资源的开采量也不断增大，近年来煤矿开采范围不断扩大，开采深度也不断增加，存在硫化氢涌出异常的矿井也越来越多。一些过去未发生过硫化氢涌出的矿井开始检测出存在硫化氢异常，原本存在硫化氢涌出危害的矿井涌出强度也出现增大趋势，硫化氢气体不仅对人体造成伤害，还存在极大的生产安全隐患。
我国矿井硫化氢的治理方法主要有调节风量、喷洒碱液中和以及煤层预注碱液三种方法，方法简单易于操作，但治理效果不够理想。喷洒碱液中和用于吸收硫化氢，以处理开采及掘进过程中产生的硫化氢；而煤层预注碱液防治硫化氢对某些可注性及渗透性差的煤层也不能起到切实有效的作用，而且煤层预注碱液存在施工量大、受地质条件限制明显等因素；调节风量是通过增加矿井通风量来稀释工作地点硫化氢的浓度，但是不能从根本上解决硫化氢大量涌出的问题。当硫化氢气体大量涌出时，喷洒碱液中和、调节通风、煤层预注碱液等措施效果均不明显。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，其可有效的提高硫化氢的处理效率，能有效改善井下尤其是采掘工作面的作业环境，同时兼具除尘及稀释有害气体的功能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，其特征在于：包括净化部、引射部、压气部、碱液供给部和废液收集部，所述引射部的进口与净化部的出口相连通，所述净化部的进口设置有进风口，所述进风口处安装有用于检测空气中有害气体含量的气体传感器，所述引射部的出口为出风口；所述压气部包括高压气泵和压气管道，所述压气管道的一端与高压气泵的出口连接，所述压气管道的另一端与引射部的进口处相连通；所述碱液供给部包括碱液箱、碱液泵和碱液管道，所述碱液泵设置在碱液箱内，所述碱液管道的一端与碱液泵的出口连接，所述碱液管道的另一端伸入净化部内并将输送的碱液喷洒至经进风口进入净化部内的待处理气上；所述废液收集部包括废液收集箱和废液管道，所述废液管道的一端与废液收集箱的进口连接，所述废液管道的另一端与净化部底部的废液出口连接。
上述的一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，其特征在于：所述净化部包括外壳、挡板、喷嘴和过滤部件，所述挡板、喷嘴和过滤部件均设置在外壳内，所述过滤部件安装在靠近进风口处，所述挡板位于过滤部件与伸入净化部内的碱液管道之间且靠近伸入净化部内的碱液管道处，所述喷嘴安装在伸入净化部内的碱液管道上，所述挡板上设置有通孔，所述喷嘴穿过通孔且喷嘴口朝向过滤部件。
上述的一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，其特征在于：所述喷嘴和通孔的数量相等且均为多个，多个所述喷嘴均匀安装在伸入净化部内的碱液管道上，多个所述通孔均匀安装在挡板上，所述喷嘴与挡板相垂直，每个所述喷嘴对应一个通孔。
上述的一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，其特征在于：所述过滤部件为金属滤网。
上述的一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，其特征在于：所述进风口为喇叭状结构，所述进风口的小端与外壳连接。
上述的一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，其特征在于：还包括控制器，所述控制器的输入端与气体传感器相接以接收气体传感器检测的空气中有害气体的含量，所述控制器的输出端与高压气泵和碱液泵均相接以控制高压气泵和碱液泵的启停。
上述的一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，其特征在于：所述控制器为DL型矿用防爆控制器。
上述的一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，其特征在于：所述引射部为环缝式空气引射器。
上述的一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，其特征在于：所述通孔为圆形通孔，所述喷嘴的横截面形状为圆形，所述通孔的直径大于喷嘴的横截面最大直径。
本发明还提供了一种步骤简单、实现方便、硫化氢处理效率高的矿用负压引射式硫化氢处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将该装置放置于矿井硫化氢涌出处，由气体传感器自动检测空气中有害气体的含量，并将检测的信号传输给控制器；
步骤二、当气体传感器检测到空气中有害气体的含量大于设定值时，由控制器控制高压气泵和碱液泵均开启，则高压气泵向引射部内压入高压气体，使得进风口处形成负压；在高压气体的作用下，引射部开启工作；
步骤三、在高压气泵形成的负压作用和引射部的引射作用下，有害气体从进风口进入净化部；
步骤四、进入净化部的有害气体首先经过过滤部件将有害气体中大颗粒粉尘及杂物进行过滤，然后由喷嘴中喷出的碱液与有害气体中的硫化氢进行酸碱中和反应，经酸碱中和反应后的净化气流通过挡板上的通孔进入引射部，最后从出风口排出；酸碱中和反应后的废液经废液管道排入废液收集箱内收集。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明装置的工作地点是在有硫化氢气体涌出的地方，通过负压引射的方式将环境中有害气体吸入净化部，采用酸碱中和的方式予以吸收和稀释有害气体，对有害气体处理较彻底，能有效改善井下尤其是采掘工作面的作业环境。
2、本发明装置通过在喷嘴处设置挡板，并在挡板上开设通孔，能使碱液与硫化氢气体充分反应，有效提高有害气体的处理效率；通过设置有废液收集部，可将处理生成的废液回收处理，防止对井下环境再次造成污染。
3、本发明装置在无硫化氢气体时，装置可用于处理粉尘或稀释其它井下积聚的有害气体如瓦斯等。
4、本发明装置体积小，便于安装及运输，工作原理简单，便于维护。
5、本发明方法步骤简单，实现方便，硫化氢处理效率高，通过对硫化氢的处理，能有效改善煤矿井下作业环境。
下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
图2为本发明装置的净化部和进风口的连接关系示意图。
图3为本发明装置的电路原理框图。
附图标记说明:
1—引射部； 2—净化部； 3—高压气泵；
4—碱液箱； 5—废液收集箱； 6—气体传感器；
7—进风口； 8—出风口； 9—挡板；
10—喷嘴； 11—通孔； 12—过滤部件；
13—压气管道； 14—碱液管道； 15—废液管道；
16—控制器； 17—碱液泵； 18—外壳。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，包括净化部2、引射部1、压气部、碱液供给部和废液收集部，所述引射部1的进口与净化部2的出口相连通，所述净化部2的进口设置有进风口7，所述进风口7处安装有用于检测空气中有害气体含量的气体传感器6，所述引射部1的出口为出风口8；所述压气部包括高压气泵3和压气管道13，所述压气管道13的一端与高压气泵3的出口连接，所述压气管道13的另一端与引射部1的进口处相连通；所述碱液供给部包括碱液箱4、碱液泵17和碱液管道14，所述碱液泵17设置在碱液箱4内，所述碱液管道14的一端与碱液泵17的出口连接，所述碱液管道14的另一端伸入净化部2内并将输送的碱液喷洒至经进风口7进入净化部2内的待处理气上；所述废液收集部包括废液收集箱5和废液管道15，所述废液管道15的一端与废液收集箱5的进口连接，所述废液管道15的另一端与净化部2底部的废液出口连接。
其中，引射部1和压气部用于产生负压使气流从进风口7进入，气体传感器6探测作业环境中硫化氢的含量，碱液为碳酸钠或碳酸氢钠等其它碱性溶液。
如图2所示，所述净化部2包括外壳18、挡板9、喷嘴10和过滤部件12，所述挡板9、喷嘴10和过滤部件12均设置在外壳18内，所述过滤部件12安装在靠近进风口7处，所述挡板9位于过滤部件12与伸入净化部2内的碱液管道14之间且靠近伸入净化部2内的碱液管道14处，所述喷嘴10安装在伸入净化部2内的碱液管道14上，所述挡板9上设置有通孔11，所述喷嘴10穿过通孔11且喷嘴口朝向过滤部件12。过滤部件12用来阻挡大颗粒粉尘及杂物。
如图2所示，所述喷嘴10和通孔11的数量相等且均为多个，多个所述喷嘴10均匀安装在伸入净化部2内的碱液管道14上，多个所述通孔11均匀安装在挡板9上，所述喷嘴10与挡板9相垂直，每个所述喷嘴10对应一个通孔11。
本实施例中，所述过滤部件12为金属滤网。
本实施例中，所述进风口7为喇叭状结构，所述进风口7的小端与外壳18连接。
如图3所示，还包括控制器16，所述控制器16的输入端与气体传感器6相接以接收气体传感器6检测的空气中有害气体的含量，所述控制器16的输出端与高压气泵3和碱液泵17均相接以控制高压气泵3和碱液泵17的启停。
本实施例中，所述控制器16为DL型矿用防爆控制器。
本实施例中，所述引射部1为环缝式空气引射器。
本实施例中，所述通孔11为圆形通孔，所述喷嘴10的横截面形状为圆形，所述通孔11的直径大于喷嘴10的横截面最大直径。
本实施例中，压气管道13、碱液管道14和废液管道15均与外壳18为可拆卸连接，碱液为碳酸钠或碳酸氢钠，装置各部件均由抗腐蚀材料制成，如喷嘴10采用碳化硅制作，引射部1和净化部2采用3Cr钢材或13Cr钢材制作。
结合图1，本发明的矿用负压引射式硫化氢处理方法，包括以下步骤：
步骤一、将该装置放置于矿井硫化氢涌出处，由气体传感器6自动检测空气中有害气体的含量，并将检测的信号传输给控制器16；
步骤二、当气体传感器6检测到空气中有害气体的含量大于设定值时，由控制器16控制高压气泵3和碱液泵17均开启，则高压气泵3向引射部1内压入高压气体，使得进风口7处形成负压；在高压气体的作用下，引射部1开启工作；
步骤三、在高压气泵3形成的负压作用和引射部1的引射作用下，有害气体从进风口7进入净化部2；
步骤四、进入净化部2的有害气体首先经过过滤部件12将有害气体中大颗粒粉尘及杂物进行过滤，然后由喷嘴10中喷出的碱液与有害气体中的硫化氢进行酸碱中和反应，经酸碱中和反应后的净化气流通过挡板9上的通孔11进入引射部1，最后从出风口8排出；酸碱中和反应后的废液经废液管道15排入废液收集箱5内收集。
本发明还可用于稀释瓦斯或其它有害气体，具体过程为：将该装置搬运于煤矿井下瓦斯等有害气体积聚位置，连接净化部2、引射部1和压气部，无需连接碱液供给部和废液收集部。当气体传感器6探测到空气中瓦斯含量的含量大于设定值时，由控制器16控制高压气泵3开启，通过负压作用将瓦斯等有害气从出风口8高速排出，以达到对煤矿井下瓦斯等有害气体的稀释作用。
另外，本发明还可用于煤矿井下除尘，具体过程为：将该装置搬运于煤矿井下粉尘产生位置处，分别连接净化部2、引射部1、压气部、碱液供给部和废液收集部，此时将碱液箱4中的碱液替换为水。当气体传感器6探测到空气中粉尘的含量大于设定值时，由控制器16控制高压气泵3和碱液泵17均开启，由喷嘴10中喷出的水对煤矿井下的粉尘进行湿式除尘。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，其特征在于：包括净化部(2)、引射部(1)、压气部、碱液供给部和废液收集部，所述引射部(1)的进口与净化部(2)的出口相连通，所述净化部(2)的进口设置有进风口(7)，所述进风口(7)处安装有用于检测空气中有害气体含量的气体传感器(6)，所述引射部(1)的出口为出风口(8)；所述压气部包括高压气泵(3)和压气管道(13)，所述压气管道(13)的一端与高压气泵(3)的出口连接，所述压气管道(13)的另一端与引射部(1)的进口处相连通；所述碱液供给部包括碱液箱(4)、碱液泵(17)和碱液管道(14)，所述碱液泵(17)设置在碱液箱(4)内，所述碱液管道(14)的一端与碱液泵(17)的出口连接，所述碱液管道(14)的另一端伸入净化部(2)内并将输送的碱液喷洒至经进风口(7)进入净化部(2)内的待处理气上；所述废液收集部包括废液收集箱(5)和废液管道(15)，所述废液管道(15)的一端与废液收集箱(5)的进口连接，所述废液管道(15)的另一端与净化部(2)底部的废液出口连接。
2.按照权利要求1所述的一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，其特征在于：所述净化部(2)包括外壳(18)、挡板(9)、喷嘴(10)和过滤部件(12)，所述挡板(9)、喷嘴(10)和过滤部件(12)均设置在外壳(18)内，所述过滤部件(12)安装在靠近进风口(7)处，所述挡板(9)位于过滤部件(12)与伸入净化部(2)内的碱液管道(14)之间且靠近伸入净化部(2)内的碱液管道(14)处，所述喷嘴(10)安装在伸入净化部(2)内的碱液管道(14)上，所述挡板(9)上设置有通孔(11)，所述喷嘴(10)穿过通孔(11)且喷嘴口朝向过滤部件(12)。
3.按照权利要求2所述的一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，其特征在于：所述喷嘴(10)和通孔(11)的数量相等且均为多个，多个所述喷嘴(10)均匀安装在伸入净化部(2)内的碱液管道(14)上，多个所述通孔(11)均匀安装在挡板(9)上，所述喷嘴(10)与挡板(9)相垂直，每个所述喷嘴(10)对应一个通孔(11)。
4.按照权利要求2所述的一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，其特征在于：所述过滤部件(12)为金属滤网。
5.按照权利要求2所述的一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，其特征在于：所述进风口(7)为喇叭状结构，所述进风口(7)的小端与外壳(18)连接。
6.按照权利要求1所述的一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，其特征在于：还包括控制器(16)，所述控制器(16)的输入端与气体传感器(6)相接以接收气体传感器(6)检测的空气中有害气体的含量，所述控制器(16)的输出端与高压气泵(3)和碱液泵(17)均相接以控制高压气泵(3)和碱液泵(17)的启停。
7.按照权利要求6所述的一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，其特征在于：所述控制器(16)为DL型矿用防爆控制器。
8.按照权利要求1所述的一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，其特征在于：所述引射部(1)为环缝式空气引射器。
9.按照权利要求1所述的一种矿用负压引射式硫化氢处理装置，其特征在于：所述通孔(11)为圆形通孔，所述喷嘴(10)的横截面形状为圆形，所述通孔(11)的直径大于喷嘴(10)的横截面最大直径。
10.一种利用如权利要求2所述装置的矿用负压引射式硫化氢处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将该装置放置于矿井硫化氢涌出处，由气体传感器(6)自动检测空气中有害气体的含量，并将检测的信号传输给控制器(16)；
步骤二、当气体传感器(6)检测到空气中有害气体的含量大于设定值时，由控制器(16)控制高压气泵(3)和碱液泵(17)均开启，则高压气泵(3)向引射部(1)内压入高压气体，使得进风口(7)处形成负压；在高压气体的作用下，引射部(1)开启工作；
步骤三、在高压气泵(3)形成的负压作用和引射部(1)的引射作用下，有害气体从进风口(7)进入净化部(2)；
步骤四、进入净化部(2)的有害气体首先经过过滤部件(12)将有害气体中大颗粒粉尘及杂物进行过滤，然后由喷嘴(10)中喷出的碱液与有害气体中的硫化氢进行酸碱中和反应，经酸碱中和反应后的净化气流通过挡板(9)上的通孔(11)进入引射部(1)，最后从出风口(8)排出；酸碱中和反应后的废液经废液管道(15)排入废液收集箱(5)内收集。
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