CN116212608A - 一种基于原位热再生的多源一氧化碳消除系统及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于原位热再生的多源一氧化碳消除系统及使用方法,包括集风加热罩、连接舱、防爆风机、第一CO传感器、第二CO传感器、第三温度传感器和防爆控制器;所述集风加热罩包括集风罩、瓦斯传感器、加热舱和设置在加热舱内的第一温度传感器、多个加热单元;加热单元包括防爆加热管和散热翅片;在本发明中,通过吸附剂颗粒和催化剂颗粒的吸附‑催化协同起效的方法,进一步降低了水汽等对CO消除的影响,实现了CO消除,降低了爆破作业一氧化碳浓度,改善了爆破作业工作环境;吸附剂和催化剂能够恢复活性,具有重复利用的效果;保证消除系统的消除效果以及安全性。
Description
技术领域
本发明涉及井下有毒气体净化技术领域,具体为一种基于原位热再生的多源一氧化碳消除系统及使用方法。
背景技术
矿井中爆破作业开拓巷道、无轨胶轮车、单轨吊运行以及煤自燃等都会产生大量CO有毒有害气体,严重污染井下工人作业环境,严重时甚至容易威胁人员生命健康安全。一旦通风情况不佳,CO有毒有害气体难以稀释,容易在短时间内剧增,目前各CO产生源采取的解决方式有不同程度上的局限性,爆破作业中炮孔内填充一定水炮泥的方式对CO基本上不具备效果,主要是消焰降尘的作用;无轨胶轮车和单轨吊等产生的CO更加容易直接影响巷道,影响范围广,同时也未有有效的消除方式。
发明内容
针对上述存在的技术不足,本发明的目的是提供一种基于原位热再生的多源一氧化碳消除系统及使用方法,实现多源头产生的CO有毒有害气体的快速、持续、有效消除。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种基于原位热再生的多源一氧化碳消除系统,包括集风加热罩、连接舱、防爆风机、第一CO传感器、第二CO传感器、第三温度传感器和防爆控制器;所述集风加热罩的出风口与连接舱的进风口连通;连接舱的出风口与防爆风机的进风口连通;第一CO传感器为悬挂式CO传感器,设置在集风加热罩的前方;第二CO传感器、第三温度传感器固定在防爆风机的出风口处;所述集风加热罩包括集风罩、瓦斯传感器、加热舱和设置在加热舱内的第一温度传感器、多个加热单元;瓦斯传感器固定在集风罩的内部;集风罩的出风口与加热舱的进风口连通;加热舱的内部设置为加热腔;第一温度传感器置于加热腔内并与加热舱固定连接;多个所述加热单元对称间隔布置在加热腔内;加热单元包括防爆加热管和散热翅片;防爆加热管沿加热舱的径向布置,且防爆加热管的一端与加热舱固定连接;散热翅片螺旋缠绕在防爆加热管的外部;第一温度传感器与防爆加热管相贴合;
所述连接舱包括舱体、吸附过滤网板和催化氧化网板;吸附过滤网板、催化氧化网板设置在舱体的内部并与舱体固定连接;吸附过滤网板设置在舱体内靠近进风口一端,催化氧化网板设置在靠近出风口一端;吸附过滤网板、催化氧化网板内均设置有多个加热片;所述加热片的表面固定设置有第二温度传感器;吸附过滤网板内填充有吸附剂颗粒;催化氧化网板内填充有催化剂颗粒;所述第一CO传感器、瓦斯传感器、第二CO传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、加热片、防爆加热管分别与所述防爆控制器电性连接。
优选地,所述吸附剂颗粒为硅酸盐、硅铝酸盐或二氧化硅中的一种,颗粒直径为3-5mm。
优选地,所述催化剂颗粒以铁、铜、锰、钴中的过渡金属氧化物通过沉淀合成法合理调控催化剂形貌制备而成,催化剂颗粒的粒径大于0.5mm。
优选地,还包括伸缩风筒;所述伸缩风筒设置在所述连接舱和所述防爆风机之间;伸缩风筒的进风口与连接舱的出风口连通;伸缩风筒的出风口与防爆风机的进风口连通。
优选地,还包括伸缩风筒;所述伸缩风筒设置在所述集风罩和所述加热舱之间;伸缩风筒的进风口与集风罩的出风口连通;伸缩风筒的出风口与加热舱的进风口连通。
优选地,所述集风罩的进风口内部固定设置有不锈钢防护网,外围固定设置有外接法兰;加热舱及所述舱体的外部均包裹有保温层;舱体长0.5-0.8m;水平设置的舱体的上、下部均设置有空气阀门;设置在上部的空气阀门上配置有防爆排风扇;舱体的底部设置有自动泄压阀;空气阀门、防爆排风扇、自动泄压阀分别与所述防爆控制器电性连接。
优选地,还包括悬挂单元;所述悬挂单元包括悬吊轨道、滑块、防爆电机、螺纹传动杆、吊绳、连接横梁、多个伸缩杆;滑块配置有多个,可滑动的设置在悬吊轨道上;防爆电机固定在悬吊轨道的一侧;螺纹传动杆可转动的设置在悬吊轨道上;螺纹传动杆与悬吊轨道螺纹传动连接且螺纹传动杆的一端与防爆电机的输出轴传动连接;多个伸缩杆分别固定在所述加热舱和所述舱体的顶部;伸缩杆的顶部与滑块固定连接;吊绳的一端与滑块固定连接,另一端与所述伸缩风筒固定连接。
优选地,还包括悬挂单元;所述悬挂单元包括悬吊轨道、滑块、防爆电机、螺纹传动杆、吊绳;滑块配置有多个,可滑动的设置在悬吊轨道上;防爆电机固定在悬吊轨道的一侧;螺纹传动杆可转动的设置在悬吊轨道上;螺纹传动杆与悬吊轨道螺纹传动连接且螺纹传动杆的一端与防爆电机的输出轴传动连接;吊绳的一端与滑块固定连接,另一端与所述伸缩风筒固定连接;所述舱体的底部设置有多个滚轮。
一种基于原位热再生的多源一氧化碳消除系统的使用方法,包括净化消除模式、热再生模式;
在净化消除模式下,防爆控制器接收第一CO传感器传送的CO浓度情况,数据记录为C1,防爆控制器根据CO浓度情况判定消除系统运行状态;当C0≤C1≤2C0时,防爆风机开始运转,保持低速功率状态;当2C0≤C1≤5C0时,防爆风机保持中速功率状态;当C1>5C0时,防爆风机保持高速功率状态,其中C0表示设定的最低浓度阈值,不同功率状态下防爆风机提供的风量可通过下式进行计算:
p=p余+p阻
其中P为风机工作功率,KW;Q为风机实际风量,m3/h;p为系统全风压,p余表示机外余压,p阻表示各处理段阻力之和,Pa;ψ1表示风机内部效率,ψ2表示风机机械效率;
同时集风加热罩内瓦斯传感器实时监测系统吸入风流中瓦斯浓度H,当H0≤H≤H1时,控制器控制防爆风机直接保持高速功率状态;当H>H1时,防爆风机停止运转,连接舱防爆排风扇打开,排出舱内气体,防止瓦斯积聚,其中,H0表示最低瓦斯浓度设定限值,H1表示最高瓦斯浓度设定限值;
集风加热罩内的加热单元及吸附过滤网板、催化氧化网板内的加热片保持加热,舱体上、下部设置的空气阀门保持关闭状态;此时含CO风流经过集风加热罩初步加热而温度升高、相对湿度降低,再由吸附过滤网板内的吸附剂颗粒进一步吸附处理,最后经催化氧化网板内的催化剂颗粒催化反应,实现CO消除;净化消除时间依据第一CO传感器反馈浓度信息进行;当C1低于C0时,结束净化消除模式,转成热再生模式;
在热再生模式下,关闭防爆风机(8),舱体上、下部设置的空气阀门先保持关闭状态,然后集风加热罩内的加热单元及吸附过滤网板、催化氧化网板内的加热片保持加热,加热时间为20-30min;巷道中的风流经过集风加热罩加热作用后,暖风吹扫吸附过滤网板以及催化氧化网板,进一步促进吸附剂颗粒和催化剂颗粒完成热再生,第一温度传感器、第二温度传感器时刻反馈各部件温度状况;当加热时间到达20-30min时,防爆控制器打开舱体上、下部设置的空气阀门以及防爆排风扇,排出空腔内杂质气体,排气时间为3-5min;完成排气后,重复上述热再生步骤2-5次,完成热再生,重新进入净化消除模式。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
1、在本发明中,通过吸附剂颗粒和催化剂颗粒的吸附-催化协同起效的方法,进一步降低了水汽等对CO消除的影响,实现了CO消除,降低了爆破作业一氧化碳浓度,改善了爆破作业工作环境。
2、在本发明中,充分利用吸附剂颗粒和催化剂颗粒的热脱附特性,通过满足井下加热要求的加热片对吸附剂颗粒及催化剂颗粒进行原位自加热,达到水脱附的效果,进而使得吸附剂和催化剂重新恢复活性,达到重复利用的效果。
3、在本发明中,利用防爆控制器连接CO传感器、温度传感器、空气阀门,实现了对巷道中CO浓度的监控、消除系统内温度的控制以及空腔废气的排放,保证消除系统的消除效果以及安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明中的集风加热罩的结构示意图;
图3为本发明采用悬吊式安装的示意图;
图4为本发明采用平放式安装的示意图;
图5为本发明的使用方法流程图。
其中:
1、集风罩;101、不锈钢防护网;2、集风加热罩;201、加热舱;202、接线腔;203、第一温度传感器;204、保温层;205、散热翅片;206、防爆加热管;207、加热腔;3、伸缩杆;4、连接横梁;5、防爆排风扇;6、舱体;7、伸缩风筒;8、防爆风机;9、第二CO传感器;10、第三温度传感器;11、自动泄压阀;12、催化氧化网板;13、空气阀门;14、滚轮;15、吸附过滤网板;16、控制面板;17、第一CO传感器;18、滑块;19、防爆电机;20、悬吊轨道;21、吊绳。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1至图3所示,一种基于原位热再生的多源一氧化碳消除系统,包括集风加热罩2、连接舱、防爆风机8、第一CO传感器17、第二CO传感器9、第三温度传感器10和防爆控制器;集风加热罩2的出风口与连接舱的进风口通过法兰连通;连接舱的出风口与防爆风机8的进风口通过法兰连通;第一CO传感器17为悬挂式CO传感器,设置在集风加热罩2的前方20-30m处,第一CO传感器17采用隔爆型传感器,分辨率为1ppm,精度≤±3%,能够及时监测风流中的CO浓度;第二CO传感器9、第三温度传感器10固定在防爆风机8的出风口处,检测处理后的风流中CO浓度以及风流温度,便于后续装置性能评价;为了实现风流预热效果,集风加热罩2包括集风罩1、瓦斯传感器、加热舱201和设置在加热舱201内的第一温度传感器203、多个加热单元;瓦斯传感器固定在集风罩1的内部;集风罩1的出风口与加热舱201的进风口连通;加热舱201的内部设置为加热腔207;第一温度传感器203置于加热腔207内并与加热舱201固定连接;多个加热单元对称间隔布置在加热腔207内,对经过加热腔207的风流充分加热;加热单元包括防爆耐腐蚀的防爆加热管206和散热翅片205;防爆加热管206沿加热舱201的径向布置,且防爆加热管206的一端与加热舱201固定连接;加热舱201内设置有接线腔202,接线腔202内设置有阻燃绝缘套管,与防爆加热管206相连的导线从阻燃绝缘套管内穿过并与防爆控制器连接;散热翅片205螺旋缠绕在防爆加热管206的外部,使升温更快,能持续对通过的风流进行加热;第一温度传感器203与防爆加热管206相贴合,第一温度传感器203与防爆控制器相连接,采用自动控温模式,预先设定温度反馈给防爆控制器实现集风加热罩2的热负荷自动调节,防止其温度过高带来潜在危险;集风加热罩2面积约为巷道截面面积的1/5-1/3,加热腔207长度为40-60cm;防爆风机8处理风量为120-200m3/h;
为了保证协同消除作用效果,连接舱包括舱体6、吸附过滤网板15和催化氧化网板12;舱体6长为0.5-0.8m;吸附过滤网板15及催化氧化网板12厚度均为1-4cm,吸附过滤网板15、催化氧化网板12设置在舱体6的内部并与舱体6固定连接;舱体6通体采用防锈耐冲击金属材质,外表面喷塑处理;吸附过滤网板15设置在舱体6内靠近进风口一端,催化氧化网板12设置在靠近出风口一端;吸附过滤网板15、催化氧化网板12内均设置有多个加热片;加热片加热温度为125-145℃;加热片的表面固定设置有第二温度传感器;第一温度传感器203、第二温度传感器选用微型的能置于装置内部、温度精度为±0.5℃的防爆型温度传感器,准确了解集风加热罩2内的加热温度以及吸附过滤网板15、催化氧化网板12内部的再生温度,防止其温度过高带来潜在危险;吸附过滤网板15内填充有吸附剂颗粒;催化氧化网板12内填充有催化剂颗粒;第一CO传感器17、第二CO传感器9、第一温度传感器203、第二温度传感器、加热片、防爆加热管206分别与防爆控制器电性连接;通过防爆控制器对消除系统进行数据处理及控制。
防爆控制器(可编程逻辑控制器)采用市面常规产品,控制程序为常规编程方法并预先存储在其内部。第一CO传感器17、瓦斯传感器、第二CO传感器9、第一温度传感器203、第二温度传感器、第三温度传感器10等信号传到防爆控制器,防爆控制器处理所接受的信号,继而传到加热单元、防爆风机8等设备组件,使相应设备组件按照指令运行或停止。同时防爆控制器连接外设装置以及通过计算机连接智能终端,能更好地实现消除系统的远端监控以及运行指令调控,便于更好地控制消除系统进行消除作业。
进一步的,吸附剂颗粒为硅酸盐、硅铝酸盐或二氧化硅中的一种,颗粒直径为3-5mm。
进一步的,催化剂颗粒以铁、铜、锰、钴中的过渡金属氧化物通过沉淀合成法合理调控催化剂形貌制备而成,催化剂颗粒的粒径大于0.5mm。
进一步的,还包括伸缩风筒7;伸缩风筒7设置在连接舱和防爆风机8之间;伸缩风筒7的进风口与连接舱的出风口连通;伸缩风筒7的出风口与防爆风机8的进风口连通。
进一步的,还包括伸缩风筒7;伸缩风筒7设置在集风罩1和加热舱201之间;伸缩风筒7的进风口与集风罩1的出风口连通;伸缩风筒7的出风口与加热舱201的进风口连通。
进一步的,集风罩1的进风口内部固定设置有不锈钢防护网101,保护加热舱201内部结构并能防止人员误触造成伤害,加热舱201进风口外围固定设置有外接法兰,可以外接风筒改变消除系统运行状态;加热舱201及舱体6的外部均包裹有保温层204,厚度为10-30mm;舱体6长0.5-0.8m;水平设置的舱体6的上、下部均设置有空气阀门13;设置在上部的空气阀门13上配置有防爆排风扇5,可在一定时间内自动排出空腔内脱附出的杂质气体;舱体6的底部设置有自动泄压阀11;空气阀门13、防爆排风扇5、自动泄压阀11分别与防爆控制器电性连接;自动泄压阀11采用常规产品,当压力大于设定值时会及时卸压,保证舱体6内压力平衡。
进一步的,为了更好地适应现场消除环境,还包括悬挂单元,进行悬吊式安装,如图3所示;悬挂单元包括悬吊轨道20、滑块18、防爆电机19、螺纹传动杆、吊绳21、连接横梁4、多个伸缩杆3;滑块18配置有多个,可滑动的设置在悬吊轨道20上;悬吊轨道20采用不锈钢材质;防爆电机19固定在悬吊轨道20的一侧;螺纹传动杆可转动的设置在悬吊轨道20上;螺纹传动杆与悬吊轨道20螺纹传动连接且螺纹传动杆的一端与防爆电机19的输出轴传动连接;防爆电机19启动后带动螺纹传动杆旋转,通过螺纹传动杆带动滑块18在悬吊轨道20上滑动;多个伸缩杆3分别固定在加热舱201和舱体6的顶部;伸缩杆3的顶部与滑块18固定连接;伸缩杆3为现有产品,可一定程度上、下伸缩;吊绳21的一端与滑块18固定连接,另一端与伸缩风筒7固定连接,实现消除系统的吊装。
进一步的,为了更好地适应现场消除环境,还包括悬挂单元,进行平放式安装,如图4所示;悬挂单元包括悬吊轨道20、滑块18、防爆电机19、螺纹传动杆、吊绳21;滑块18配置有多个,可滑动的设置在悬吊轨道20上;悬吊轨道20采用不锈钢材质;防爆电机19固定在悬吊轨道20的一侧;螺纹传动杆可转动的设置在悬吊轨道20上;螺纹传动杆与悬吊轨道20螺纹传动连接且螺纹传动杆的一端与防爆电机19的输出轴传动连接;防爆电机19启动后带动螺纹传动杆旋转,通过螺纹传动杆带动滑块18在悬吊轨道20上滑动;吊绳21的一端与滑块18固定连接,另一端与伸缩风筒7固定连接,将集风加热罩2悬挂于巷道顶部;舱体6的底部设置有多个滚轮14,平放于巷道底部进行滚动,可前后调整舱体6的位置。
伸缩风筒7为波纹管,伸缩风筒7拉伸状态的最大长度为巷道高度的1.2-1.5倍,压缩状态的最小长度为悬吊状态时连接舱与防爆风机8的高度差。
一种基于原位热再生的多源一氧化碳消除系统的使用方法,包括净化消除模式、热再生模式;该消除系统的操作人员可在防爆控制器的控制面板实现消除系统在净化消除模式以及热再生模式之间循环进行,能高效消除爆破CO毒害产物,然后再利用加热实现热再生。
如图5所示,在净化消除模式下,防爆控制器接收第一CO传感器传送的CO浓度情况,数据记录为C1,防爆控制器根据CO浓度情况判定消除系统运行状态;当2C0≤C1≤5C0时,防爆风机保持中速功率状态;当C1>5C0时,防爆风机保持高速功率状态,其中C0表示设定的最低浓度阈值,不同功率状态下防爆风机提供的风量可通过下式进行计算:
p=p余+p阻
其中P为风机工作功率,KW;Q为风机实际风量,m3/h;p为系统全风压,p余表示机外余压,p阻表示各处理段阻力之和,Pa;ψ1表示风机内部效率,ψ2表示风机机械效率;
同时集风加热罩内瓦斯传感器实时监测系统吸入风流中瓦斯浓度H,当H0≤H≤H1时,控制器控制防爆风机直接保持高速功率状态;当H>H1时,防爆风机停止运转,连接舱防爆排风扇打开,排出舱内气体,防止瓦斯积聚,其中,H0表示最低瓦斯浓度设定限值,H1表示最高瓦斯浓度设定限值;
集风加热罩内的加热单元及吸附过滤网板、催化氧化网板内的加热片保持加热,舱体上、下部设置的空气阀门保持关闭状态;此时含CO风流经过集风加热罩初步加热而温度升高、相对湿度降低,再由吸附过滤网板内的吸附剂颗粒进一步吸附处理,最后经催化氧化网板内的催化剂颗粒催化反应,实现CO消除;净化消除时间依据第一CO传感器反馈浓度信息进行;当C1低于C0时,结束净化消除模式,转成热再生模式;
在热再生模式下,关闭防爆风机,舱体上、下部设置的空气阀门先保持关闭状态,然后集风加热罩内的加热单元及吸附过滤网板、催化氧化网板内的加热片保持加热,加热时间为20-30min;巷道中的风流经过集风加热罩加热作用后,暖风吹扫吸附过滤网板以及催化氧化网板,进一步促进吸附剂颗粒和催化剂颗粒完成热再生,第一温度传感器、第二温度传感器时刻反馈各部件温度状况;当加热时间到达20-30min时,防爆控制器打开舱体上、下部设置的空气阀门以及防爆排风扇,排出空腔内杂质气体,排气时间为3-5min;完成排气后,重复上述热再生步骤2-5次,完成热再生,重新进入净化消除模式。
本发明的消除系统在具体实施时,依据实际情况进行安装。当地面物体较多、情况较为复杂时,可以将该消除系统进行悬吊式安装。将消除系统各部件运送到既定位置,然后将各部件进行组装,先将集风加热罩与连接舱等部件进行连接,再将连接舱与伸缩风筒连接;然后在巷道顶部利用锚索连接安装悬吊轨道,安装完毕之后,将消除系统连接横梁与悬吊轨道相连接,等连接完毕之后再将伸缩风筒另一端与防爆风机连接;待所有部件安装完成之后,运行防爆风机,检查密闭情况,确保消除系统气密性良好;再控制防爆电机调节连接舱的位置,保证消除系统稳定运行。
当实际现场顶部无法悬挂设备时,可以将消除系统平放式安装。将集风加热罩集风罩及加热腔分开通过伸缩风筒连接,其余部件依次连接;连接舱下部支脚上设置有滚轮,可以在较为复杂的环境中平稳前行,能够满足复杂环境的需求。
Claims (9)
1.一种基于原位热再生的多源一氧化碳消除系统,其特征在于,包括集风加热罩(2)、连接舱、防爆风机(8)、第一CO传感器(17)、第二CO传感器(9)、第三温度传感器(10)和防爆控制器;所述集风加热罩(2)的出风口与连接舱的进风口连通;连接舱的出风口与防爆风机(8)的进风口连通;第一CO传感器(17)为悬挂式CO传感器,设置在集风加热罩(2)的前方;第二CO传感器(9)、第三温度传感器(10)固定在防爆风机(8)的出风口处;所述集风加热罩(2)包括集风罩(1)、瓦斯传感器、加热舱(201)和设置在加热舱(201)内的第一温度传感器(203)、多个加热单元;瓦斯传感器固定在集风罩(1)的内部;集风罩(1)的出风口与加热舱(201)的进风口连通;加热舱(201)的内部设置为加热腔(207);第一温度传感器(203)置于加热腔(207)内并与加热舱(201)固定连接;多个所述加热单元对称间隔布置在加热腔(207)内;加热单元包括防爆加热管(206)和散热翅片(205);防爆加热管(206)沿加热舱(201)的径向布置,且防爆加热管(206)的一端与加热舱(201)固定连接;散热翅片(205)螺旋缠绕在防爆加热管(206)的外部;第一温度传感器(203)与防爆加热管(206)相贴合;
所述连接舱包括舱体(6)、吸附过滤网板(15)和催化氧化网板(12);吸附过滤网板(15)、催化氧化网板(12)设置在舱体(6)的内部并与舱体(6)固定连接;吸附过滤网板(15)设置在舱体(6)内靠近进风口一端,催化氧化网板(12)设置在靠近出风口一端;吸附过滤网板(15)、催化氧化网板(12)内均设置有多个加热片;所述加热片的表面固定设置有第二温度传感器;吸附过滤网板(15)内填充有吸附剂颗粒;催化氧化网板(12)内填充有催化剂颗粒;所述第一CO传感器(17)、瓦斯传感器、第二CO传感器(9)、第一温度传感器(203)、第二温度传感器、加热片、防爆加热管(206)分别与所述防爆控制器电性连接。
2.如权利要求1所述的一种基于原位热再生的多源一氧化碳消除系统,其特征在于,所述吸附剂颗粒为硅酸盐、硅铝酸盐或二氧化硅中的一种,颗粒直径为3-5mm。
3.如权利要求1所述的一种基于原位热再生的多源一氧化碳消除系统,其特征在于,所述催化剂颗粒以铁、铜、锰、钴中的过渡金属氧化物通过沉淀合成法合理调控催化剂形貌制备而成,催化剂颗粒的粒径大于0.5mm。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的一种基于原位热再生的多源一氧化碳消除系统,其特征在于,还包括伸缩风筒(7);所述伸缩风筒(7)设置在所述连接舱和所述防爆风机(8)之间;伸缩风筒(7)的进风口与连接舱的出风口连通;伸缩风筒(7)的出风口与防爆风机(8)的进风口连通。
5.如权利要求1至3中任意一项所述的一种基于原位热再生的多源一氧化碳消除系统,其特征在于,还包括伸缩风筒(7);所述伸缩风筒(7)设置在所述集风罩(1)和所述加热舱(201)之间;伸缩风筒(7)的进风口与集风罩(1)的出风口连通;伸缩风筒(7)的出风口与加热舱(201)的进风口连通。
6.如权利要求1所述的一种基于原位热再生的多源一氧化碳消除系统,其特征在于,所述集风罩(1)的进风口内部固定设置有不锈钢防护网(101),外围固定设置有外接法兰;加热舱(201)及所述舱体(6)的外部均包裹有保温层(204);舱体(6)长0.5-0.8m;水平设置的舱体(6)的上、下部均设置有空气阀门(13);设置在上部的空气阀门(13)上配置有防爆排风扇(5);舱体(6)的底部设置有自动泄压阀(11);空气阀门(13)、防爆排风扇(5)、自动泄压阀(11)分别与所述防爆控制器电性连接。
7.如权利要求4所述的一种基于原位热再生的多源一氧化碳消除系统,其特征在于,还包括悬挂单元;所述悬挂单元包括悬吊轨道(20)、滑块(18)、防爆电机(19)、螺纹传动杆、吊绳(21)、连接横梁(4)、多个伸缩杆(3);滑块(18)配置有多个,可滑动的设置在悬吊轨道(20)上;防爆电机(19)固定在悬吊轨道(20)的一侧;螺纹传动杆可转动的设置在悬吊轨道(20)上;螺纹传动杆与悬吊轨道(20)螺纹传动连接且螺纹传动杆的一端与防爆电机(19)的输出轴传动连接;多个伸缩杆(3)分别固定在所述加热舱(201)和所述舱体(6)的顶部;伸缩杆(3)的顶部与滑块(18)固定连接;吊绳(21)的一端与滑块(18)固定连接,另一端与所述伸缩风筒(7)固定连接。
8.如权利要求5所述的一种基于原位热再生的多源一氧化碳消除系统,其特征在于,还包括悬挂单元;所述悬挂单元包括悬吊轨道(20)、滑块(18)、防爆电机(19)、螺纹传动杆、吊绳(21);滑块(18)配置有多个,可滑动的设置在悬吊轨道(20)上;防爆电机(19)固定在悬吊轨道(20)的一侧;螺纹传动杆可转动的设置在悬吊轨道(20)上;螺纹传动杆与悬吊轨道(20)螺纹传动连接且螺纹传动杆的一端与防爆电机(19)的输出轴传动连接;吊绳(21)的一端与滑块(18)固定连接,另一端与所述伸缩风筒(7)固定连接;所述舱体(6)的底部设置有多个滚轮(14)。
9.一种基于原位热再生的多源一氧化碳消除系统的使用方法,其特征在于,包括净化消除模式、热再生模式;
在净化消除模式下,防爆控制器接收第一CO传感器(17)传送的CO浓度情况,数据记录为C1,防爆控制器根据CO浓度情况判定消除系统运行状态;当C0≤C1≤2C0时,防爆风机(8)开始运转,保持低速功率状态;当2C0≤C1≤5C0时,防爆风机(8)保持中速功率状态;当C1>5C0时,防爆风机(8)保持高速功率状态,其中C0表示设定的最低浓度阈值,不同功率状态下防爆风机(8)提供的风量可通过下式进行计算:
p=p余+p阻
其中P为风机工作功率,KW;Q为风机实际风量,m3/h;p为系统全风压,p余表示机外余压,p阻表示各处理段阻力之和,Pa;ψ1表示风机内部效率,ψ2表示风机机械效率;
同时集风加热罩(2)内瓦斯传感器实时监测系统吸入风流中瓦斯浓度H,当H0≤H≤H1时,控制器控制防爆风机(8)直接保持高速功率状态;当H>H1时,防爆风机(8)停止运转,连接舱防爆排风扇(5)打开,排出舱内气体,防止瓦斯积聚,其中,H0表示最低瓦斯浓度设定限值,H1表示最高瓦斯浓度设定限值;
集风加热罩(2)内的加热单元及吸附过滤网板(15)、催化氧化网板(12)内的加热片保持加热,舱体(6)上、下部设置的空气阀门(13)保持关闭状态;此时含CO风流经过集风加热罩(2)初步加热而温度升高、相对湿度降低,再由吸附过滤网板(15)内的吸附剂颗粒进一步吸附处理,最后经催化氧化网板(12)内的催化剂颗粒催化反应,实现CO消除;净化消除时间依据第一CO传感器(17)反馈浓度信息进行;当C1低于C0时,结束净化消除模式,转成热再生模式;
在热再生模式下,关闭防爆风机(8),舱体(6)上、下部设置的空气阀门(13)先保持关闭状态,然后集风加热罩(2)内的加热单元及吸附过滤网板(15)、催化氧化网板(12)内的加热片保持加热,加热时间为20-30min;巷道中的风流经过集风加热罩(2)加热作用后,暖风吹扫吸附过滤网板(15)以及催化氧化网板(12),进一步促进吸附剂颗粒和催化剂颗粒完成热再生,第一温度传感器(203)、第二温度传感器时刻反馈各部件温度状况;当加热时间到达20-30min时,防爆控制器打开舱体(6)上、下部设置的空气阀门(13)以及防爆排风扇(5),排出空腔内杂质气体,排气时间为3-5min;完成排气后,重复上述热再生步骤2-5次,完成热再生,重新进入净化消除模式。
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Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101314101A (zh) * | 2008-07-21 | 2008-12-03 | 北京航空航天大学 | 吸附与原位热催化氧化再生相结合的净化空气方法 |
CN101474521A (zh) * | 2008-12-30 | 2009-07-08 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种室内空气净化方法 |
CN101519974A (zh) * | 2008-02-29 | 2009-09-02 | 蔡建 | 井下排险救生舱 |
CN101648136A (zh) * | 2009-09-18 | 2010-02-17 | 哈尔滨工程大学 | 消除潮湿空气中一氧化碳的催化剂及其制备方法 |
US20110206572A1 (en) * | 2010-01-26 | 2011-08-25 | Micropore, Inc. | Adsorbent System for Removal of Gaseous Contaminants |
CN102518596A (zh) * | 2011-12-26 | 2012-06-27 | 刘立文 | 节能防爆风机控制系统及控制方法 |
CN102758647A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-10-31 | 清华大学 | 一种煤矿安全工作舱 |
CN207795652U (zh) * | 2018-01-24 | 2018-08-31 | 洛阳智超机电科技有限公司 | 一种矿井通风机风压风量平衡切换智能控制系统 |
CN110975515A (zh) * | 2019-11-01 | 2020-04-10 | 张蕾 | 一种通电加热再生的活性炭吸附净化系统和方法 |
CN213205725U (zh) * | 2020-10-21 | 2021-05-14 | 杨勇 | 一种煤矿井下导风筒排风装置 |
CN112892166A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-04 | 西安交通大学 | 一种密闭空间内的有害气体消除系统与方法 |
CN215718909U (zh) * | 2021-09-24 | 2022-02-01 | 南京凌翔节能科技有限公司 | 一种单电机抽出式掘进巷道除尘履带车 |
CN216841810U (zh) * | 2022-01-28 | 2022-06-28 | 鹤壁煤电股份有限公司第三煤矿 | 一种煤矿通风风筒的悬吊固定装置 |
CN115141664A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-10-04 | 太原理工大学 | 一种煤矿井下回采工作面上隅角co的脱除系统 |
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101519974A (zh) * | 2008-02-29 | 2009-09-02 | 蔡建 | 井下排险救生舱 |
CN101314101A (zh) * | 2008-07-21 | 2008-12-03 | 北京航空航天大学 | 吸附与原位热催化氧化再生相结合的净化空气方法 |
CN101474521A (zh) * | 2008-12-30 | 2009-07-08 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种室内空气净化方法 |
CN101648136A (zh) * | 2009-09-18 | 2010-02-17 | 哈尔滨工程大学 | 消除潮湿空气中一氧化碳的催化剂及其制备方法 |
US20110206572A1 (en) * | 2010-01-26 | 2011-08-25 | Micropore, Inc. | Adsorbent System for Removal of Gaseous Contaminants |
CN102518596A (zh) * | 2011-12-26 | 2012-06-27 | 刘立文 | 节能防爆风机控制系统及控制方法 |
CN102758647A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-10-31 | 清华大学 | 一种煤矿安全工作舱 |
CN207795652U (zh) * | 2018-01-24 | 2018-08-31 | 洛阳智超机电科技有限公司 | 一种矿井通风机风压风量平衡切换智能控制系统 |
CN110975515A (zh) * | 2019-11-01 | 2020-04-10 | 张蕾 | 一种通电加热再生的活性炭吸附净化系统和方法 |
CN213205725U (zh) * | 2020-10-21 | 2021-05-14 | 杨勇 | 一种煤矿井下导风筒排风装置 |
CN112892166A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-04 | 西安交通大学 | 一种密闭空间内的有害气体消除系统与方法 |
CN215718909U (zh) * | 2021-09-24 | 2022-02-01 | 南京凌翔节能科技有限公司 | 一种单电机抽出式掘进巷道除尘履带车 |
CN216841810U (zh) * | 2022-01-28 | 2022-06-28 | 鹤壁煤电股份有限公司第三煤矿 | 一种煤矿通风风筒的悬吊固定装置 |
CN115141664A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-10-04 | 太原理工大学 | 一种煤矿井下回采工作面上隅角co的脱除系统 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
张毅: "《环境在线检测技术与运营管理实例》", 30 April 2013, 中国环境出版社, pages: 223 * |
李相然: "《城市地下工程实用技术》", 31 July 2000, 中国建材工业出版社, pages: 279 * |
谭天佑: "《工业通风》", 30 June 1994, 冶金工业出版社, pages: 113 * |
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