[发明专利]射流雾化甲烷分解器

说明书

所属技术领域

本发明涉及一套安全可行的防止甲烷爆炸及一氧化碳中毒的化学分解技术，采用目前世界空白的射流雾化臭氧分解装置，迅速分解煤矿巷道内的甲烷(亦称瓦斯，CH₄)及一氧化碳(CO)气体。

背景技术

当今世界煤矿安全生产成为一个难题，不断的矿难，造成了大量人员伤亡和巨大的经济损失，而且由于瓦斯爆炸和一氧化碳中毒造成的矿难比率正在以一个惊人的数字增加。这对煤矿安全生产、经济发展以及社会安定都造成了巨大负面的影响。

到目前为止，煤矿中甲烷和一氧化碳的处理只能靠循环通风稀释，先抽风后开采的物理模式。但是，这种传统处理模式存在很大弊端：由于甲烷密度(16)及一氧化碳密度(28)均小于空气密度(29)，通风稀释作用有限，造成巷道上方甲烷，一氧化碳堆积、超标，形成瓦斯爆炸，一氧化碳中毒的隐患。用传统模式通风稀释甲烷无法避免残留甲烷在巷道内滞留。同理，通风不畅引起的巷道内的一氧化碳残留也会使一氧化碳中毒事故很难防范。

发明技术内容

本发明要解决的技术问题是用化学方法分解煤矿开采生产中产生的甲烷和一氧化碳。此分解技术分解有害气体彻底迅速，不产生二次污染。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

射流雾化甲烷分解器采用了射流雾化分解反应舱高新技术，通过射流雾化臭氧分子的强氧化特性迅速分解甲烷、一氧化碳，从而达到防止甲烷爆炸和一氧化碳中毒的效果。射流雾化甲烷分解器由以下五大系统组合完成：

1.电子监测系统及自动启动工作系统

每台射流雾化甲烷分解器主机配有甲烷浓度监测探头，在有效监测距离内对巷道内甲烷含量进行监测。一旦空气中甲烷含量超过0.5％，设备将自动启动。当空气中甲烷含量低于0.3％时，设备自动关机。

2.吸风系统与排风系统

每台射流雾化甲烷分解器在分解器主机外，安装多个防爆型吸风口。当设备工作时，吸风口直接吸入巷道内的含有甲烷、一氧化碳的混合气体，并将气体输送到射流雾化分解反应舱进行分解处理，再经过排风口排出。

3.射流雾化分解反应舱系统

采用射流雾化装置，通过射流雾化器迅速把臭氧分子均匀雾化，并在防爆密封反应舱里和甲烷CH₄、一氧化碳CO产生化学反应，从而分解掉两种有害气体。具体化学反应分子式为CH₄+2O₃＝CO₂+2H₂O+O₂和CO+O₃＝CO₂+O₂。

4.臭氧发生器系统与臭氧增压系统

采用高浓度低压电解臭氧发生技术装置产生臭氧，并通过低压节能增压机提高臭氧的射流雾化效果。

5.冷却系统

采用密封真空自动回流传导风冷技术。

本发明的有益效果是，实现巷道内甲烷及一氧化碳微量残留甚至零残留，从而彻底消除煤矿瓦斯爆炸和一氧化碳中毒的隐患。

附图说明

图1是本发明-射流雾化甲烷分解器工作原理图。

图中1.甲烷浓度监测仪探头，2.甲烷浓度监测仪控制器，3.电源自动启动控制器，4.臭氧机，5.增压泵，6.防爆型多翼离心式射流风机，7.吸风口，8.低压单向阀，9.反逆流防爆密封舱，10.射流雾化反应舱，11.混合气体分解舱A，12.雾化射流器A，13.混合气体分解舱B，14.雾化射流器B，15.喉管，16.排风口，17.防静电防尘罩B，18.防静电防尘罩A，19.冷却系统，20.臭氧输气连接管，21.臭氧导管

具体实施方式

首先，甲烷浓度监测仪探头1对当巷道内的空气进行实时监控检测，当检测甲烷浓度达到0.5％时，甲烷浓度监测仪探头1就会自动把甲烷含量信号传送到甲烷浓度监测仪控制器2，再经此装置将信号传输给电源自动启动控制器3。

电源自动启动控制器3自动启动运行臭氧机4、臭氧增压泵5和防爆型多翼离心式射流风机6，利用防爆型多翼离心式射流风机6的风力作用，通过防静电防尘罩A18和吸风口7，将含有甲烷、一氧化碳的混合气体经过低压单向阀8吸入反逆流防爆密封舱9，然后再进入安装在射流雾化反应舱10舱体内的混合气体分解舱A11和雾化射流器A12。