一种用于有限空间硫化氢气体的吸附装置及改性吸附材料制造方法及图纸

本发明专利技术属于有毒有害气体吸附技术领域，公开了一种用于有限空间硫化氢气体的吸附装置及改性吸附材料，设置有：无叶风扇与吸附材料共同构成吸附模块，在吸附模块出风口设有感知模块；感知模块与信号模块相连，与吸附模块位于同一固定板上；固定板下方设置有加压排风通道与集气罩；集气罩与离心式风机连接，加压排风通道、集气罩、离心式风机通过外壳保护。吸附材料基于UiO

【技术实现步骤摘要】
一种用于有限空间硫化氢气体的吸附装置及改性吸附材料


[0001]本专利技术涉及有毒有害气体吸附
，特别是涉及一种用于有限空间硫化氢气体的吸附装置及改性吸附材料。

技术介绍

[0002]有限空间通常为封闭或部分封闭，因其进出口狭窄有限、自然通风不良所以容易导致硫化氢气体积聚，主要涉及地下管道、地底隧道、地铁、沼气池、污水井及煤矿井下。据统计，硫化氢中毒是导致有限空间事故的最主要因素，其次为硫化氢气体发生的爆炸、爆燃事故。硫化氢气体严重威胁作业人员生命健康和设备安全。
[0003]硫化氢是一种无机化合物，分子式为H2S，分子量为34，标准情况下为一种易燃酸性气体，无色，低浓度时表现出臭鸡蛋气味，是强烈的神经毒素，人体吸入少量一定浓度的硫化氢后即会出现“电击样”死亡。
[0004]城市地下有限空间作业吸附硫化氢气体主要存在问题为：
[0005]一、传统吸附材料吸附速率慢，吸附量少，难以重复利用，再生困难，且直接暴露在空气中易氧化、潮解；二、作业人员进入有限空间之前对于空间内存在的硫化氢气体的浓度未知，存在侥幸心理贸然进入有限空间进行作业；三、未在作业开始前对硫化氢气体进行吸附，导致作业人员进入有限空间后立刻因吸入有毒有害气体而立即丧失意识；四、传统吸附方式多为在有限空间内静置吸附剂，吸附速率慢。
[0006]金属有机骨架材料(MOFs)具有比表面积大、孔体结构可调等特点，在气体吸附领域有广阔应用前景。分子模拟可以快速筛选、改性出适合吸附硫化氢气体的金属有机骨架材料，以降低实验成本。r/>
技术实现思路

[0007]为解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种用于有限空间硫化氢气体的吸附装置及改性吸附材料，吸附材料主要基于经过筛选、改性的金属有机骨架材料(MOFs)。本专利技术可以实现在有限空间内硫化氢气体的智能感知、高效吸附，保障作业人员安全。
[0008]所述的用于有限空间硫化氢气体的吸附装置主要包括：
[0009]感知模块，与信号模块相连，包括硫化氢气体识别模块与硫化氢气体源定位模块，用于识别硫化氢气体浓度，并根据浓度、有限空间体积信息定位硫化氢气体源位置；
[0010]信号模块，包括信号输入模块，根据传感器识别结果进行判断，一旦达到气体浓度危险阈值就将信号输入到信号处理模块；信号处理模块，将根据输入信号结果进行判断，对判断结果进行判定并输入至信号输出模块，信号输出模块与报警装置相连，使有限空间工作人员在进入空间作业前可以得到报警信号；信号反馈模块，吸附装置工作完成后继续检测环境中硫化氢气体含量，并将数据传至云端；
[0011]中控模块，对感知模块、信号模块输入信息进行处理，对吸附模块的行为进行调控；
[0012]吸附模块，吸附模块由吸附材料模块与空气倍增器模块组成，吸附材料模块主要基于经过筛选、改性的MOFs材料；空气倍增器模块对有限空间内的气体进行增压，形成气流对吸附材料进行吹扫，提高吸附效率；
[0013]电机控制模块，根据信号输出结果对装置进行控制，根据有限空间内情况打开装置进行吸附。
[0014]储能模块，为感知模块、信号模块、电机控制模块及关闭模块提供动力。
[0015]关闭模块，与中控模块相连接，用于吸附完成后，吸附装置的关闭。
[0016]本专利技术的目的其一在于提供一种基于所述用于有限空间硫化氢气体的吸附装置，所述用于硫化氢气体吸附的装置设置有：
[0017]所述吸附装置的下端具有细密进气孔，便于叶轮吸气增压；所述吸附装置底部有稳定缓冲装置，以免叶轮旋转产生的振动对装置造成损坏，叶轮与电机相连，电机与储能装置相连；
[0018]所述感知模块有温度传感器、压力传感器、湿度传感器、硫化氢气体传感器；
[0019]所述装置内下方结构属于小型离心式通风机结构，包括吸气口、叶轮前盘、叶轮后盘、叶片、机壳、排气口、节流板、支架；
[0020]进一步，叶轮下端设有减震基座及垫片，减小叶轮转动产生的噪音；
[0021]进一步，叶轮侧端设有转动电机(马达)，为叶轮转动提供动力；
[0022]进一步，叶轮上端设有一集气罩，便于为气体集流；
[0023]进一步，气流通过集气罩进入上端风流喷嘴，气流通过出风口截面狭缝，增压后吹出；
[0024]进一步，装置外壳使用特殊材料，使得吸附装置外壳绝缘、防爆。
[0025]本专利技术另一目的在于提供一种信息处理系统，其特征在于检测有限空间环境内硫化氢气体数据上传至云端，并自动打开装置进行吸附。
[0026]本专利技术另一目的在于提供一种高效、安全的硫化氢气体吸附装置，其特征在于使用经过改性的MOFs材料，对于硫化氢气体可以达到快速吸附、最大程度的控制材料的重复利用。
[0027]本专利技术的另一目的在于提供一种适合吸附硫化氢气体的改性MOFs材料，其特征在于将金属位点替换为Cu
2+
，将有机配体部分连接形成网状结构，引入羟基官能团，用以捕捉硫化氢气体分子。
[0028]结合上述的所有技术方案，本专利技术所具备的优点及积极效果为：
[0029]本专利技术通过将吸附装置嵌入感知模块，在人员进入有限空间作业前将空间内的硫化氢气体吸附至安全浓度以下，避免了传统吸附材料在有限空间内久置而导致材料氧化失效，吸附效果不佳；
[0030]本专利技术内置空气倍增器结构，提高单位时间内的风量、风速，对有限空间内的毒气进行集气，对吸附材料进行吹扫，提高吸附效率；
[0031]本专利技术通过上述模块的组合，智能打开、关闭吸附装置，减少作业人员操作流程，方便人员进入有限空间作业，使用吸附材料重复利用率高，替换效果好。
附图说明
[0032]图1是本专利技术实施例所提供的一种用于有限空间硫化氢气体的吸附装置的结构示意图。
[0033]图2是本专利技术实施例所提供的离心式风机示意图。
[0034]图3是本专利技术实施例所提供的离心式叶轮结构示意图。
[0035]图4是本专利技术实施例所提供用于控制用于有限空间硫化氢气体的吸附装置的系统示意图。
[0036]图5是本专利技术实施例所提供的吸附模块中的经过改性后的UiO
‑
68的空间结构示意图。
[0037]图6是本专利技术实施例所提供经过改性后的吸附材料的吸附量对比图。
具体实施方式
[0038]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0039]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种用于有限空间硫化氢气体的吸附装置及改性吸附材料，下面结合附图对本专利技术作详细的描述。
[0040]如图1所示，本专利技术实施例提供的用于有限空间硫化氢气体的吸附装置，吸附装置上端固定有无叶风扇101，所述无叶风扇101和吸附模块102外端面有固定外壳，所述固定外壳关闭时为密闭气室，感知模块103内置温度传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于有限空间硫化氢气体的吸附装置，其特征在于，所述用于用于有限空间硫化氢气体的吸附装置包括：所述的用于有限空间硫化氢气体的吸附装置上端固定有无叶风扇，所述无叶风扇和吸附模块外端面有固定外壳，所述固定外壳关闭时为密闭气室，所述固定外壳填充材料为绝缘、防爆材料，所述固定外壳内有一加压排风通道，所述加压排风通道与集气罩相连，所述集气罩与离心式风机相连，所述叶轮由叶轮外壳，叶片，中心位点组成，所述储能模块由供电链接装置，蓄电池(组)和固定模块组成，所述电机模块由马达构成。2.如权利要求1所述用于有限空间硫化氢气体的吸附装置，其特征在于，所述用于硫化氢气体的吸附装置打开与关闭状态通过电机进行控制，吸附装置开启后，从无叶风扇处进风吹扫吸附材料，从吸附材料一侧吹出过滤后气体。所述装置外壳采用阻燃、防爆材料。3.如权利要求1所述用于有限空间硫化氢气体的吸附装置，其特征在于，所述用于有限空间硫化氢气体的吸附装置内部结构使用离心式通风机为无叶风扇提供风力。4.一种基于权利要求1所述一种用于有限空间硫化氢气体的吸附装置控制系统控制的用于有限空间硫化氢气体的吸附装置，其特征在于，所述用于有限空间硫化氢气体的吸附装置的控制系统包括：感知模块，与信号模块相连，包括硫化氢气体识别模块与硫化氢气体源定位模块，用于识别硫化氢气体浓度，并根据浓度、有限空间体积信息定位硫化氢气体源位置；信号模块，包括信号输入模块，根据传感器识别结果进行判断，达到气体浓度危险阈值将信号输入到信号处理模块；信号处理模块，将根据输入信号结果进行判断，对判断结果进行判定输入至信号输出模块，信号输出模块与报警装置相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟筠青，周子涵，付豪，梁欣，展云庭，皮若楠，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：