專利名稱：一種快速去除高硫煤礦井下硫化氫氣體的藥劑及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤礦生產(chǎn)安全領(lǐng)域，旨在解決高硫煤礦井下硫化氫突出的問(wèn)題，以確保煤礦的安全生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
煤礦開采尤其是高含硫煤礦的開采過(guò)程中，隨瓦斯突出或礦井水突然涌出產(chǎn)生大量的硫化氫( 氣體，吐5是一種劇毒的可燃?xì)怏w，無(wú)色，帶有臭雞蛋氣味，其密度是空氣的1. 19倍，極易溶于水形成氫硫酸，其在水中的溶解度是(X)2的2. 7倍，是CH4的93倍多。 H2S既是一種刺激性氣體，也是一種腐蝕性的氣體。濃度在0. 4mg/m3時(shí)，人能明顯嗅到其臭味；70 150 mg/m3時(shí)，吸入數(shù)分鐘即發(fā)生嗅覺(jué)疲勞而聞不到臭味，濃度越高嗅覺(jué)疲勞越快，越容易使人喪失警惕；超過(guò)760 mg/m3時(shí)，短時(shí)間內(nèi)即可發(fā)生肺水腫、支氣管炎、肺炎， 可能引起生命危險(xiǎn)；超過(guò)1000 mg/m3，可致人電擊樣死亡。據(jù)統(tǒng)計(jì)，H2S中毒的人數(shù)在我國(guó)居中毒發(fā)病人數(shù)的第4位，死亡人數(shù)居第2位。同時(shí)，H2S對(duì)金屬材料的腐蝕性也會(huì)危及設(shè)備安全。是煤礦有毒有害氣體之一，但吐5的存在遠(yuǎn)不如甲烷(CH4)普遍，目前大部分礦井沒(méi)有出現(xiàn)氣體或含量很低，不影響礦井的安全生產(chǎn)，因此，對(duì)的防治研究深度及廣度遠(yuǎn)不及對(duì)CH4的研究。原蘇聯(lián)馬凱耶夫煤礦安全研究院于20世紀(jì)50年代初即開始對(duì)頓巴斯礦區(qū)一些煤礦中出現(xiàn)的H2S進(jìn)行研究，在防治方面建立了一些措施。中國(guó)于1958 年開始對(duì)新疆西山煤礦的進(jìn)行研究和治理；1966年對(duì)鶴壁礦務(wù)局四礦的進(jìn)行了研究和治理，都取得了較好的效果。目前國(guó)內(nèi)外的主要防治措施有增加通風(fēng)量和噴灑堿性溶液。上述治理方法一般用于低濃度H2S的治理，對(duì)于解決高硫煤礦井下H2S的突出問(wèn)題具有很大的應(yīng)用限制，目前尚未有針對(duì)礦井下突出氣體治理的相關(guān)報(bào)道，因此煤礦H2S 突出的快速控制是當(dāng)今很多礦井所面臨的難題，開發(fā)一種快速去除礦井下硫化氫氣體的方法對(duì)確保煤礦的安全高效生產(chǎn)具有十分重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要開發(fā)出一種能夠快速、高效吸收硫化氫氣體的方法，主要包括藥劑的配方和使用該藥劑的設(shè)備。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種快速去除高硫煤礦井下硫化氫氣體的藥劑，以碳酸鈉為堿性吸收劑，其特征在于還包括氯胺-T為催化氧化劑，按照碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0. 159Π). 3%，氯胺-T質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 39Π). 5%配制成溶液。
本發(fā)明一種快速去除高硫煤礦井下硫化氫氣體的設(shè)備，所述設(shè)備包括硫化氫傳感器(1)、感應(yīng)開關(guān)O)、報(bào)警裝置⑶及彌霧機(jī)⑷四部分；
所述彌霧機(jī)具有一感應(yīng)開關(guān)控制其工作； 所述硫化氫傳感器控制感應(yīng)開關(guān)及報(bào)警裝置的動(dòng)作；
所述硫化氫傳感器設(shè)置礦井下硫化氫的濃度限制，當(dāng)濃度超過(guò)傳感器設(shè)定的限制時(shí)， 傳感器啟動(dòng)報(bào)警裝置自動(dòng)報(bào)警并控制感應(yīng)開關(guān)使彌霧機(jī)處于工作狀態(tài)；當(dāng)空氣中硫化氫氣體含量降低到安全濃度時(shí)，硫化氫傳感器控制彌霧機(jī)停止工作； 所述彌霧機(jī)藥箱內(nèi)儲(chǔ)存有如權(quán)利要求1所述的藥劑。進(jìn)一步的，所述彌霧機(jī)(4)設(shè)有一備用藥箱。備用藥箱可以在機(jī)器發(fā)生故障時(shí)及時(shí)的進(jìn)行修改和替換。進(jìn)一步的，所述彌霧機(jī)的噴霧量為2. 5L/min ；彌霧距離為15_20m。上述優(yōu)選參數(shù)是根據(jù)高硫煤礦井下硫化氫氣體的濃度、面積等做出的優(yōu)選，將藥劑分散成粒徑極其微小的顆粒，使得藥劑能迅速充分的與硫化氫氣體發(fā)生反應(yīng)而使硫化氫氣體得以快速的清除。本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果在于
(1)目前礦井中采取單一的堿液噴灑措施，利用酸性氣體在堿液中較高的溶解度，如反應(yīng)式(1)所示，硫化氫被碳酸鈉溶液吸收生成HS_。式(1)
但Hs—不穩(wěn)定，在外界環(huán)境的影響下會(huì)重新轉(zhuǎn)化成硫化氫釋放到空氣中，尤其是在礦井涌水的情況下吸收液被礦井水無(wú)限稀釋，導(dǎo)致反應(yīng)式(1)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，另外水流的擾動(dòng)以及煤粉顆粒的剪切作用也會(huì)導(dǎo)致硫化氫氣體的重新釋放。本發(fā)明加入氯胺-τ作為催化氧化劑，使Hs—在進(jìn)入礦井水體之前快速氧化為單質(zhì)硫或者硫價(jià)態(tài)更高的化合物，一方面促使堿液對(duì)硫化氫的吸收向正反應(yīng)方向進(jìn)行，提高吸收效率；另一方面氧化HS—，防止硫化氫在水流稀釋及擾動(dòng)作用下從吸收尾液中逸出，達(dá)到了快速高效去除硫化氫的目的。(2)本發(fā)明的設(shè)備采用自動(dòng)感應(yīng)噴霧，取代以往的水幕或管網(wǎng)噴灑設(shè)施，設(shè)備簡(jiǎn)單靈活，且通過(guò)傳感器自動(dòng)控制彌霧機(jī)工作，可第一時(shí)間對(duì)硫化氫突出事故采取措施。該設(shè)備可將吸收劑分散成粒徑極其微小的顆粒，促使藥劑與硫化氫氣體充分接觸，提高了吸收效率。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中吸收液對(duì)硫化氫的吸收效果圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例2中吸收液對(duì)硫化氫的吸收效果圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例3中吸收液對(duì)硫化氫的吸收效果圖。圖4為本發(fā)明設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1
1)將硫化氫傳感器置于模擬巷道，設(shè)定傳感器濃度上限值為800ppm，下限值為 6. 6ppm,配制吸收液中碳酸鈉和氯胺-T質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0. 2%和0. 4%。2)硫化氫氣體經(jīng)由減壓閥減壓、流量計(jì)調(diào)節(jié)進(jìn)入模擬巷道，通過(guò)控制流量和時(shí)間調(diào)節(jié)模擬艙內(nèi)的硫化氫濃度，使其逐漸升高，當(dāng)濃度超過(guò)報(bào)警限定值800ppm，傳感器上的自動(dòng)報(bào)警裝置開始報(bào)警，立即關(guān)閉硫化氫氣瓶停止進(jìn)氣，此時(shí)彌霧機(jī)自動(dòng)開啟進(jìn)行噴霧。噴霧量1.5171^11，分別測(cè)定噴霧&、108、1&、208、2&、308后模擬艙內(nèi)硫化氫濃度，結(jié)果如附圖 1所示。實(shí)施例2
1)將硫化氫傳感器置于模擬巷道，設(shè)定傳感器濃度上限值為800ppm，下限值為 6. 6ppm,配制吸收液中碳酸鈉和氯胺-T質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0. 3%和0. 3%。2)硫化氫氣體經(jīng)由減壓閥減壓、流量計(jì)調(diào)節(jié)進(jìn)入模擬巷道，通過(guò)控制流量和時(shí)間調(diào)節(jié)模擬艙內(nèi)的硫化氫濃度，使其逐漸升高，當(dāng)濃度超過(guò)報(bào)警限定值800ppm，傳感器上的自動(dòng)報(bào)警裝置開始報(bào)警，立即關(guān)閉硫化氫氣瓶停止進(jìn)氣，并開啟彌霧機(jī)進(jìn)行噴霧。噴霧量 1.5171^11，分別測(cè)定噴霧&、108、1&、208、2&、308后模擬艙內(nèi)硫化氫濃度，結(jié)果如附圖2 所示。實(shí)施例3
1)將硫化氫傳感器置于模擬巷道，設(shè)定傳感器濃度上限值為800ppm，下限值為 6. 6ppm,配制吸收液中碳酸鈉和氯胺-T質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0. 3%和0. 5%。2)硫化氫氣體經(jīng)由減壓閥減壓、流量計(jì)調(diào)節(jié)進(jìn)入模擬巷道，通過(guò)控制流量和時(shí)間調(diào)節(jié)模擬艙內(nèi)的硫化氫濃度，使其逐漸升高，當(dāng)濃度超過(guò)報(bào)警限定值800ppm，傳感器上的自動(dòng)報(bào)警裝置開始報(bào)警，立即關(guān)閉硫化氫氣瓶停止進(jìn)氣，并開啟彌霧機(jī)進(jìn)行噴霧。噴霧量 1.5171^11，分別測(cè)定噴霧&、108、1&、208、2&、308后模擬艙內(nèi)硫化氫濃度，結(jié)果如附圖3 所示。實(shí)施例4
1)將硫化氫傳感器置于模擬巷道，設(shè)定傳感器濃度上限值為800ppm，下限值為 6. 6ppm，配制硫化氫吸收液18L置于儲(chǔ)藥箱內(nèi)，儲(chǔ)藥箱可一用一備。2)硫化氫氣體經(jīng)由減壓閥減壓、流量計(jì)調(diào)節(jié)進(jìn)入模擬巷道，通過(guò)控制流量和時(shí)間調(diào)節(jié)模擬艙內(nèi)的硫化氫濃度，使其逐漸升高，當(dāng)濃度超過(guò)報(bào)警限定值800ppm，傳感器上的自動(dòng)報(bào)警裝置開始報(bào)警，立即關(guān)閉硫化氫氣瓶停止進(jìn)氣，此時(shí)彌霧機(jī)自動(dòng)開啟進(jìn)行噴霧，噴霧量為1. 5L/min,當(dāng)模擬巷道內(nèi)硫化氫濃度降低至6. 6ppm時(shí)硫化氫傳感器自動(dòng)停止彌霧機(jī)工作。實(shí)施例5:
將設(shè)備置于煤礦井下，設(shè)定傳感器濃度上限值為20ppm，下限值為6. 6ppm，配制吸收液置于儲(chǔ)藥箱內(nèi)。當(dāng)井下空氣中硫化氫濃度超過(guò)上閾值20ppm，裝置自動(dòng)報(bào)警，彌霧機(jī)開始工作，彌霧流量為1.5L/min，彌霧距離15_20m，井下工作人員可對(duì)彌霧方位進(jìn)行控制，確保區(qū)域內(nèi)無(wú)死角，當(dāng)空氣中硫化氫含量降低到安全標(biāo)準(zhǔn)濃度及以下，彌霧機(jī)自動(dòng)停止工作。
權(quán)利要求
1.一種快速去除高硫煤礦井下硫化氫氣體的藥劑，以碳酸鈉為堿性吸收劑，其特征在于還包括氯胺-T為催化氧化劑，按照碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 159ΓΟ. 3%，氯胺-T質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0. 39Γ0. 5%配制成溶液。
2.一種快速去除高硫煤礦井下硫化氫氣體的設(shè)備，所述設(shè)備包括硫化氫傳感器(1)、 感應(yīng)開關(guān)O)、報(bào)警裝置⑶及彌霧機(jī)⑷四部分；所述彌霧機(jī)具有一感應(yīng)開關(guān)控制其工作； 所述硫化氫傳感器控制感應(yīng)開關(guān)及報(bào)警裝置的動(dòng)作；所述硫化氫傳感器設(shè)置礦井下硫化氫的濃度限制，當(dāng)濃度超過(guò)傳感器設(shè)定的限制時(shí)， 傳感器啟動(dòng)報(bào)警裝置自動(dòng)報(bào)警并控制感應(yīng)開關(guān)使彌霧機(jī)處于工作狀態(tài)；當(dāng)空氣中硫化氫氣體含量降低到安全濃度時(shí)，硫化氫傳感器控制彌霧機(jī)停止工作； 所述彌霧機(jī)藥箱內(nèi)儲(chǔ)存有如權(quán)利要求1所述的藥劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于所述彌霧機(jī)(4)設(shè)有一備用藥箱。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于所述彌霧機(jī)(4)的噴霧量為2.5L/min; 彌霧距離為15-20m。
全文摘要
本發(fā)明屬于煤礦生產(chǎn)安全領(lǐng)域，旨在解決高硫煤礦井下硫化氫突出的問(wèn)題，以確保煤礦的安全生產(chǎn)。本發(fā)明一種快速去除高硫煤礦井下硫化氫氣體的藥劑，以碳酸鈉為堿性吸收劑，其特征在于還包括氯胺-T為催化氧化劑，按照碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.15%~0.3%，氯胺-T質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%~0.5%配制成溶液。本發(fā)明還公開了一種快速去除高硫煤礦井下硫化氫氣體的設(shè)備，所述設(shè)備包括硫化氫傳感器(1)、感應(yīng)開關(guān)(2)、報(bào)警裝置(3)及彌霧機(jī)(4)四部分；彌霧機(jī)藥箱內(nèi)儲(chǔ)存有如權(quán)利要求1所述的藥劑。該設(shè)備可將吸收劑分散成粒徑極其微小的顆粒，促使藥劑與硫化氫氣體充分接觸，提高了吸收效率。
文檔編號(hào)B01D53/52GK102357333SQ20111021534
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者余玉江, 劉萬(wàn)波, 林海, 王亞楠, 王壽全, 董穎博, 陳月芳, 韋威 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué), 四川煤炭產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司