一种巷道风流中脱除硫化氢的模拟装置制造方法及图纸

本申请属于矿井生产设备技术领域，具体涉及一种巷道风流中脱除硫化氢的模拟装置专利申请事宜。该装置包括模拟巷道、模拟巷道起始端口设置的产风装置、与产风装置连接的硫化氢发生装置、模拟巷道中部的喷雾装置、模拟巷道中部或末端的取样孔；模拟巷道为长圆筒形；产风装置为模拟巷道起始端口进风处的风机；所述硫化氢发生装置，包括分别设有阀门的并行连接的硫化氢气瓶和氮气瓶；所述喷雾装置，为若干排设于模拟巷道中部上方的喷雾管，喷雾管上设有若干喷嘴；所述取样装置为一密封箱体，箱体内设有可取出的取样袋，同时连接有真空泵。本申请对于矿井施工中巷道风流中所含硫化氢问题可进行较好模拟，并进行较好指导，从而为安全稳定生产奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
一种巷道风流中脱除硫化氢的模拟装置
本申请属于矿井生产设备
，具体涉及一种巷道风流中脱除硫化氢的模拟装置专利申请事宜。
技术介绍
硫化氢（H2S）是一种无色有臭鸡蛋气味的窒息性和刺激性剧毒气体，主要损害中枢神经系统和呼吸系统，严重威胁井下工人人身安全，《煤矿安全规程》规定矿井硫化氢最高允许浓度为6.6ppm。因此，对于矿井生产过程中的硫化氢必须予以及时清除才能确保生产安全。现有矿井巷道风流中硫化氢气体脱除技术一般有两种方式：一是改善通风；二是喷洒碱性溶液。针对这一问题，申请人曾经设计开发有《巷道风流中自动脱除硫化氢装置》（申请号：2015100823605），但该技术方案主要用于实际生产中的硫化氢的自动去除，实际使用过程中发现，由于矿井结构不同、生产方式不同、以及硫化氢产生量不同，采用哪种方式才能较为有效和较为彻底的去除硫化氢往往需要多次试验后才能确定，一定程度上既影响了生产进度，也带来了安全生产的风险性。针对这一问题，如果基于地面开发一种脱除硫化氢的模拟装置，对于指导和解决实际矿井生产中巷道风流中的硫化氢去除问题是大有裨益的。
技术实现思路
本申请目的在于提供一种脱除硫化氢的模拟装置，从而最终用来研究和指导矿井巷道风流中的硫化氢去除问题。本申请所采取的技术方案详述如下。一种巷道风流中脱除硫化氢的模拟装置，该装置包括模拟巷道、模拟巷道起始端口（进风口）设置的产风装置、设于产风装置前端的硫化氢发生装置、模拟巷道中部的喷雾装置、模拟巷道中部或末端的取样孔；所述模拟巷道，与待研究对象的巷道一致，一般为长圆筒形；所述模拟巷道，从起始端口至末端，一般可分为进风段、稳定段和出风段三个部分；所述产风装置，为模拟巷道起始端口进风处的风机，为模拟巷道提供足够风流；优选设置中，风机连接有变频器，通过变频器来改变风机风速，从而可以根据需要对模拟巷道内风流速度进行调节；所述硫化氢发生装置，包括分别设有阀门的、通过管路并行连接的硫化氢气瓶和氮气瓶（也可根据需要用空气瓶来替代氮气瓶），以硫化氢发生装置作为气体源；硫化氢发生装置设于产风装置前端，与产风装置连接被共同调控或可单独调控以模拟实际矿井巷道内气流情况（尤其是模拟实际矿井巷道内硫化氢浓度情况）；所述喷雾装置，为若干排平行设于模拟巷道中部上方的喷雾管；所述喷雾管上设有若干喷嘴，喷嘴与喷雾管间连接角度可活动调节；喷嘴可设计为实芯锥形喷嘴，所喷射水雾的平均粒径应小于10μm，以确保较好的去除硫化氢效果；喷雾管连接有由电磁阀控制的供液泵，而供液泵连接有（用于存储去除硫化氢的化学药液的）储液箱，可根据需要手动或自动开启供液泵，从而向巷道内喷射用于去除硫化氢的化学药液；优选设计中，储液箱采用自动配液系统，具体而言，所述自动配液系统包括储液箱上部所设、分别连接有电磁阀的进料管和进水管，而储液箱内部设有压力传感器，用来监测储液箱内硫化氢去除化学药液的存量情况，在存量不足时，根据反馈信号，分别通过进料管和进水管向储液箱内输入液体，以满足硫化氢去除需求；优选设计中，储液箱底部箱内设有旋转搅拌装置，从而确保储液箱内化学药液浓度的均匀性，以及避免药体的沉淀；进一步优选情况下，通过进料管和进水管上所分设的电磁阀的开启或者闭合，可实现进料管和进水管的流量的调整，进而实现化学药液浓度或用量的调整；所述取样孔，具体可设于喷雾装置后部或模拟巷道末端的模拟巷道的底部侧壁；取样孔可开合或关闭，在需要取样分析时，取样孔与设于模拟巷道外部的取样装置通过取样管路相连接；所述取样装置为一密封箱体，箱体内设有可取出的取样袋（箱体内的取样袋非密封状态），同时箱体连接有真空泵；需要取样时，开启真空泵，在抽取真空过程中，模拟巷道内气体进入取样装置的取样袋内，取样结束后，关闭真空泵，从取样装置的箱体内取出取样袋并密封后即可对模拟巷道内的气流成分及含量情况进行检测分析。所述巷道风流中脱除硫化氢的模拟装置，模拟巷道末端连接有尾气处理装置，用来彻底处理巷道风流中的硫化氢气体，避免对环境造成额外污染。所述巷道风流中脱除硫化氢的模拟装置，在模拟巷道末端底部连接有废液收集装置，用来收集去除硫化氢后化学药液。所述巷道风流中脱除硫化氢的模拟装置，产风装置连接有风速传感器，风速传感器设于模拟巷道内部上方（实际运行中，风速传感器也可单独设于模拟巷道内部以检测风速），用来监测模拟巷道内风流速度。所述巷道风流中脱除硫化氢的模拟装置，模拟巷道内部上方，在喷雾装置前端和后部分别连接有一个硫化氢浓度监测器，从而分别用来监测巷道内化学处理前硫化氢浓度和化学处理后硫化氢浓度。所述巷道风流中脱除硫化氢的模拟装置，在模拟装置外部连接设有监测控制分析系统，风速传感器、硫化氢浓度监测器所检测数据实时传送至监测控制分析系统中，由监测控制分析系统根据系统需要或者设定值及时反馈结果，并自动化调节模拟巷道起始端口（进风口）的产风装置运转速度、或者及时调节与喷雾装置连接的供液泵甚至喷雾装置上所设喷嘴数量及喷射方向；而自动配液系统中压力传感器的监测数据也可及时反馈至监测控制分析系统中，同时供液泵、自动配液系统中分别与进料管和进水管连接的电磁阀也可由监测控制分析系统控制，相关控制、调节系统可根据设备的控制逻辑和算法编写完成后由可编程控制器PLC集中实现。所述巷道风流中脱除硫化氢的模拟装置，具体规格而言：模拟巷道为一长20m、直径600mm的长圆筒形管道，从起始端（进风口）至末端可分为进风段、稳定段、出风段三个部分，管道材质优选采用聚四氟乙烯制备而成；模拟巷道末端（出风段）可设计为直弯角结构（长2m左右），从而能够更好和更加便捷的处理尾气；喷雾装置设计时，可在距离模拟巷道起始端口（进风口）8m处起始设置一排喷雾管，沿模拟巷道末端方向每隔0.5m设置一排，共设置3排；在相关传感器设计方面，可在起始端（进风口）起始后4m处左右设置风速传感器，而在模拟装置的喷雾管前端1m设置硫化氢浓度传感器，同时模拟装置的第3排喷雾管后1m处再设置另外一个硫化氢浓度传感器。总体而言，本申请所提供的巷道风流中硫化氢脱除模拟装置，其通过风机提供动力，使之在模拟装置内形成稳定的风流，而通过调节硫化氢含量即可较好模拟实际矿井巷道中风流情况；同时基于自动喷雾技术，利用自动配液的喷雾装置在巷道内形成稳定的和连续的水幕从而对风流中的硫化氢气体进行自动脱除。而由于相关装置可较好实现自动化和精准化调控，因此对于研究和解决实际矿井施工中巷道风流中所含硫化氢问题可进行较好模拟，并进行较好指导，从而为安全稳定生产奠定基础。附图说明图1为本专利技术巷道风流中脱除硫化氢的模拟装置结构示意图；图2为取样装置结构示意图；图中：1-风机，2-风流方向，3-硫化氢气瓶，4-氮气瓶，5-阀门，6-风速传感器，7-第一硫化氢浓度监测器，8-喷雾管，9-喷嘴，10-第二硫化氢浓度监测器，11-尾气处理装置，12-监测控制分析系统，13-废液收集装置，14-供液泵，15-进料管，16-电磁阀，17-进水管，18-压力传感器，19-旋转搅拌装置，20-取样孔，21-动力装置，22-变频器，23-取样管路，24-取样装置，25-取样袋，26-真空泵。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请做进一步的解释说明。实施例以一长20m、直径600mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种巷道风流中脱除硫化氢的模拟装置，其特征在于，该装置包括模拟巷道、模拟巷道起始端口设置的产风装置、设于产风装置前端的硫化氢发生装置、模拟巷道中部的喷雾装置、模拟巷道中部或末端的取样孔；所述模拟巷道，为长圆筒形，从起始端口至末端，分为进风段、稳定段和出风段三个部分；所述产风装置，为设于模拟巷道起始端口进风处的风机；所述硫化氢发生装置，包括通过管路并行连接的硫化氢气瓶和氮气瓶，以硫化氢发生装置作为气体源；所述喷雾装置，为若干排设于模拟巷道中部上方的喷雾管，喷雾管上设有若干喷嘴；所述喷雾管，连接有由电磁阀控制的供液泵，且供液泵连接有储液箱；所述取样孔，设于模拟巷道中部喷雾装置的后部侧壁或模拟巷道末段底部侧壁；取样孔可开合或关闭，在需要取样分析时，取样孔与设于模拟巷道外部的取样装置通过取样管路相连接；所述取样装置为一密封箱体，箱体内设有可取出的取样袋，同时箱体连接有真空泵。

【技术特征摘要】
1.一种巷道风流中脱除硫化氢的模拟装置，其特征在于，该装置包括模拟巷道、模拟巷道起始端口设置的产风装置、设于产风装置前端的硫化氢发生装置、模拟巷道中部的喷雾装置、模拟巷道中部或末端的取样孔；所述模拟巷道，为长圆筒形，从起始端口至末端，分为进风段、稳定段和出风段三个部分；所述产风装置，为设于模拟巷道起始端口进风处的风机；所述硫化氢发生装置，包括通过管路并行连接的硫化氢气瓶和氮气瓶，以硫化氢发生装置作为气体源；所述喷雾装置，为若干排设于模拟巷道中部上方的喷雾管，喷雾管上设有若干喷嘴；所述喷雾管，连接有由电磁阀控制的供液泵，且供液泵连接有储液箱；所述取样孔，设于模拟巷道中部喷雾装置的后部侧壁或模拟巷道末段底部侧壁；取样孔可开合或关闭，在需要取样分析时，取样孔与设于模拟巷道外部的取样装置通过取样管路相连接；所述取样装置为一密封箱体，箱体内设有可取出的取样袋，同时箱体连接有真空泵。2.如权利要求1所述巷道风流中脱除硫化氢的模拟装置，其特征在于，产风装置的风机连接有变频器。3.如权利要求1所述巷道风流中脱除硫化氢的模拟装置，其特征在于，喷雾装置中的喷嘴与喷雾管间连接角度可活动调节，喷嘴为实芯锥形喷嘴，所喷射水雾的平均粒径小于10μm。4.如权利要求1所述巷道风流中脱除硫化氢的模拟装置，其特征在于，与供液...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓奇根，王燕，王颖南，吴喜发，王浩，赵发军，刘彦伟，郝富昌，左伟芹，李宏，刘明举，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41