一种煤层硫化氢气体含量测定装置及方法制造方法及图纸

一种煤层硫化氢气体含量测定装置及方法，装置包括煤样罐、气体收集罐、液体收集罐及支架；气体收集罐放置在支架上；气体收集罐内注满有蒸馏水；气体收集罐与煤样罐和液体收集罐分别由管路连通，管路上设有阀门；气体收集罐和液体收集罐的罐体上设有透明观察窗，窗上设有体积刻度线。方法为：组装装置，关闭全部阀门，向气体收集罐内注满蒸馏水，确保气密性；静置煤样罐，使煤样解吸出硫化氢气体；开启对应阀门，使硫化氢气体进入气体收集罐内排挤蒸馏水；在规定时间内进行读数；利用集气袋收集气体收集罐内硫化氢气体；分别计算煤样罐中、集气袋中、蒸馏水内、煤样装样前损耗及煤样内无法解吸的硫化氢气体含量；计算煤样内总的硫化氢气体含量。氢气体含量。氢气体含量。

【技术实现步骤摘要】
一种煤层硫化氢气体含量测定装置及方法


[0001]本专利技术属于煤矿开采
，特别是涉及一种煤层硫化氢气体含量测定装置及方法。

技术介绍

[0002]在煤矿开采过程中，煤层中赋存的硫化氢气体会被解析到空气中，硫化氢气体作为一种无色且具有臭鸡蛋味的剧毒气体，如果空气中的硫化氢气体含量过高，会对井下作业人员的健康带来重大的安全隐患。因此，开展煤层硫化氢气体含量测定十分必要。
[0003]申请号为201811224134.6的中国专利申请，公开了一种煤层硫化氢气体含量测定系统，该系统由煤样罐、气样罐、反应罐、解吸仪等组成，解吸仪的箱体底部盛有水，箱体内设有测量管，反应罐与连接阀之间的软管上串联设有玻璃管，玻璃管内设有润湿后的蓝色石蕊试纸，通过该系统可直接测定煤层硫化氢含量。但是，该系统存在舱室过多、容器复杂、线路连接繁琐的问题，易受突发情况的影响，装置的平衡性不易保持，容易产生泄露情况。
[0004]申请号为202010586436.9的中国专利申请，公开了一种矿井巷道定点硫化氢采集装置及方法，该方案包括遥控器和拖车，在拖车上设有电动机和承重合金板，承重合金板与加厚合金板前端之间设有合金钢圆杆，承重合金板与加厚合金板后端之间设有圆弧钢板，圆弧钢板上设有带有操作按钮的操作台，加厚合金板前端设有测距模块，通过遥控器控制巷道定点硫化氢采集装置前行，到达设定距离前方巷道迎头距离时停止，可实时采集气样。但是，该方案下的硫化氢采样准确性不高，具有一定局限性。
[0005]申请号为201410220716.2的中国专利申请，公开了一种测定煤层中硫化氢含量的装置，该方案包括粉碎设备，粉碎设备的气体出口通过第一管道与吸气瓶连接，吸气瓶的底部连接有真空瓶，真空瓶与真空泵相连；吸气瓶通过第二管道与量管连接，量管还通过管道分别与取样瓶、微型真空泵连接，通过该装置可直接测定煤层硫化氢含量。但是，该装置的适用性较差，很多工作场所无法进入，严重限制了硫化氢气体含量测定工作的开展。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种煤层硫化氢气体含量测定装置及方法，具有结构简单、操作方便、体积小的特点，能够保证硫化氢气体的采样准确性，能够满足不同工作场所下的硫化氢气体含量稳定测量，有效提高了适用性。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种煤层硫化氢气体含量测定装置，包括煤样罐、气体收集罐、液体收集罐及支架；所述煤样罐、气体收集罐和液体收集罐并列分布，气体收集罐放置在支架上；所述煤样罐的罐体顶部螺接有封盖，煤样罐的封盖中心设有排气口；所述气体收集罐的罐体顶部螺接有封盖，气体收集罐的封盖中心设有注水排气口，在注水排气口处配置有封口塞；所述气体收集罐的罐体内部注满有蒸馏水，气体收集罐的罐体表面设有透明观察窗，透明观察窗上设有体积刻度线；所述气体收集罐的罐体底部分别设有进气口和出水口，气体收集罐罐体底部的进气口与煤样罐封盖中心的排气口通
过第一管路相连通，在气体收集罐罐体底部的进气口处安装有第一阀门；所述封口塞侧方的气体收集罐封盖上设有排气口；所述液体收集罐的罐体顶部螺接有封盖，在液体收集罐的封盖上分别设有进水口和压力平衡口，在液体收集罐的罐体底部设有排水口；所述液体收集罐封盖上的进水口与气体收集罐罐体底部的出水口通过第二管路相连通，在气体收集罐罐体底部的出水口处安装有第二阀门，在液体收集罐封盖上的进水口处安装有第三阀门，在液体收集罐罐体底部的排水口处安装有第四阀门；所述液体收集罐的罐体表面设有透明观察窗，透明观察窗上设有体积刻度线；在所述煤样罐封盖中心的排气口处安装有第五阀门；在所述气体收集罐封盖上的排气口处安装有第六阀门；在所述液体收集罐封盖上的压力平衡口处安装有第七阀门。
[0008]所述支架采用可调式结构，包括底板、可调伸缩支杆及顶板，所述顶板位于底板上方，所述可调伸缩支杆连接在顶板与底板之间；所述可调伸缩支杆数量为四根，四根可调伸缩支杆沿周向均匀分布，可调伸缩支杆的两端与顶板和底板均为铰连接；通过调整四根可调伸缩支杆的伸长量对顶板的水平度进行调节，所述气体收集罐2竖直放置在顶板上表面。
[0009]一种煤层硫化氢气体含量测定方法，采用了所述的煤层硫化氢气体含量测定装置，包括如下步骤：
[0010]步骤一：调整支架，使支架顶板的水平度达到设计要求，之后将气体收集罐竖直放置到支架顶板的上表面，通过第一管路将气体收集罐与煤样罐连接在一起，煤样罐内已预先放置有煤样，通过第二管路将气体收集罐与液体收集罐连接在一起，之后调整第一管路和第二管路以使二者处于同一水平线上，同时完成第一阀门、第六阀门、第二阀门、第三阀门、第七阀门及第四阀门的安装连接；
[0011]步骤二：将第一阀门、第六阀门、第二阀门、第三阀门、第七阀门、第四阀门及第五阀门全部调整到关闭状态，之后取下封口塞，通过气体收集罐封盖中心的注水排气口向气体收集罐罐体内注满蒸馏水，然后装回封口塞，通过气体收集罐罐体表面的透明观察窗及体积刻度线观察蒸馏水液面是否发生下降，若液面未发生下降，则气密性满足要求，否则重新调整气密性直至满足要求；
[0012]步骤三：静置煤样罐，使煤样在煤样罐罐体内逐渐解吸出硫化氢气体；
[0013]步骤四：依次将第五阀门、第一阀门、第二阀门、第三阀门及第七阀门调整到开启状态，煤样罐罐体内的煤样解吸出的硫化氢气体通过第一管路进入气体收集罐罐体内，硫化氢气体会在气体收集罐罐体内侧顶部逐渐积存，随着硫化氢气体的增多，气体收集罐罐体内的蒸馏水会被排挤，并通过第二管路进入液体收集罐罐体内进行存储；
[0014]步骤五：在煤样解吸出硫化氢气体的前30分钟内，每间隔1分钟对气体收集罐罐体内的蒸馏水体积进行一次读数，30分钟之后，调整为每间隔2分钟读数一次，当煤样解吸出硫化氢气体的量小于每分钟两毫升或者解吸时间超过120分钟后，停止读数，依次将第七阀门、第三阀门、第二阀门、第一阀门及第五阀门调整回关闭状态；
[0015]步骤六：断开第二管路与液体收集罐封盖进水口处第三阀门的连接，之后将第二管路与液体收集罐罐体底部排水口处第四阀门连接在一起，并在第六阀门处外接一个集气袋，之后将液体收集罐向上抬升，直到液体收集罐罐体内的液面高于气体收集罐罐体内的液面，然后将第四阀门、第二阀门及第六阀门调整到开启状态，此时液体收集罐罐体内的蒸馏水会在压力差作用下向气体收集罐流动，使气体收集罐罐体内的硫化氢气体被排挤到集
气袋中，当液体收集罐罐体内的蒸馏水全部流入气体收集罐后，说明气体收集罐内的硫化氢气体已经全部被排挤到集气袋中，此时关闭第四阀门、第二阀门及第六阀门，并静置气体收集罐，使气体收集罐内的蒸馏水与溶于水中的硫化氢气体充分反应；
[0016]步骤七：将煤样罐送往实验室，检测罐体内硫化氢气体浓度和体积，利用公式n1＝V1·
C1，计算煤样罐中硫化氢气体含量；式中，n1为煤样罐中硫化氢气体含量，其单位为mol，V1为煤样罐罐体空置状态下的容量体积与煤样体积的体积差，其单位为m3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤层硫化氢气体含量测定装置，其特征在于：包括煤样罐、气体收集罐、液体收集罐及支架；所述煤样罐、气体收集罐和液体收集罐并列分布，气体收集罐放置在支架上；所述煤样罐的罐体顶部螺接有封盖，煤样罐的封盖中心设有排气口；所述气体收集罐的罐体顶部螺接有封盖，气体收集罐的封盖中心设有注水排气口，在注水排气口处配置有封口塞；所述气体收集罐的罐体内部注满有蒸馏水，气体收集罐的罐体表面设有透明观察窗，透明观察窗上设有体积刻度线；所述气体收集罐的罐体底部分别设有进气口和出水口，气体收集罐罐体底部的进气口与煤样罐封盖中心的排气口通过第一管路相连通，在气体收集罐罐体底部的进气口处安装有第一阀门；所述封口塞侧方的气体收集罐封盖上设有排气口；所述液体收集罐的罐体顶部螺接有封盖，在液体收集罐的封盖上分别设有进水口和压力平衡口，在液体收集罐的罐体底部设有排水口；所述液体收集罐封盖上的进水口与气体收集罐罐体底部的出水口通过第二管路相连通，在气体收集罐罐体底部的出水口处安装有第二阀门，在液体收集罐封盖上的进水口处安装有第三阀门，在液体收集罐罐体底部的排水口处安装有第四阀门；所述液体收集罐的罐体表面设有透明观察窗，透明观察窗上设有体积刻度线；在所述煤样罐封盖中心的排气口处安装有第五阀门；在所述气体收集罐封盖上的排气口处安装有第六阀门；在所述液体收集罐封盖上的压力平衡口处安装有第七阀门。2.根据权利要求1所述的一种煤层硫化氢气体含量测定装置，其特征在于：所述支架采用可调式结构，包括底板、可调伸缩支杆及顶板，所述顶板位于底板上方，所述可调伸缩支杆连接在顶板与底板之间；所述可调伸缩支杆数量为四根，四根可调伸缩支杆沿周向均匀分布，可调伸缩支杆的两端与顶板和底板均为铰连接；通过调整四根可调伸缩支杆的伸长量对顶板的水平度进行调节，所述气体收集罐2竖直放置在顶板上表面。3.一种煤层硫化氢气体含量测定方法，采用了权利要求1所述的煤层硫化氢气体含量测定装置，其特征在于包括如下步骤：步骤一：调整支架，使支架顶板的水平度达到设计要求，之后将气体收集罐竖直放置到支架顶板的上表面，通过第一管路将气体收集罐与煤样罐连接在一起，煤样罐内已预先放置有煤样，通过第二管路将气体收集罐与液体收集罐连接在一起，之后调整第一管路和第二管路以使二者处于同一水平线上，同时完成第一阀门、第六阀门、第二阀门、第三阀门、第七阀门及第四阀门的安装连接；步骤二：将第一阀门、第六阀门、第二阀门、第三阀门、第七阀门、第四阀门及第五阀门全部调整到关闭状态，之后取下封口塞，通过气体收集罐封盖中心的注水排气口向气体收集罐罐体内注满蒸馏水，然后装回封口塞，通过气体收集罐罐体表面的透明观察窗及体积刻度线观察蒸馏水液面是否发生下降，若液面未发生下降，则气密性满足要求，否则重新调整气密性直至满足要求；步骤三：静置煤样罐，使煤样在煤样罐罐体内逐渐解吸出硫化氢气体；步骤四：依次将第五阀门、第一阀门、第二阀门、第三阀门及第七阀门调整到开启状态，煤样罐罐体内的煤样解吸出的硫化氢气体通过第一管路进入气体收集罐罐体内，硫化氢气体会在气体收集罐罐体内侧顶部逐渐积存，随着硫化氢气体的增多，气体收集罐罐体内的蒸馏水会被排挤，并通过第二管路进入液体收集罐罐体内进行存储；步骤五：在煤样解吸出硫化氢气体的前30分钟内，每间隔1分钟对气体收集罐罐体内的蒸馏水体积进行一次读数，30分钟之后，调整为每间隔2分钟读数一次，当煤样解吸出硫化
氢气体的量小于每分钟两...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙维吉，张煜东，石占山，张文露，秦冰，郝建峰，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：