[发明专利]一种催化剂溶液吸收回风巷道风流瓦斯装置及方法

权利要求书

1.一种催化剂溶液吸收回风巷道风流瓦斯装置，其特征在于，包括设置在回风巷道内的喷雾器组件和捕尘网组件，所述喷雾器组件包括随风流方向依次设置的喷雾器一（14）和喷雾器二（12）；

所述捕尘网组件包括捕尘网一（11）和捕尘网二（13），所述捕尘网一（11）、捕尘网二（13）的尺寸大小均与回风巷道的内管道相适配，喷雾器二（12）的一端与喷雾器一（14）之间竖向设置有所述捕尘网一（11），喷雾器二（12）的另一端与回风巷道的出风口之间竖向设置有所述捕尘网二（13），捕尘网一（11）和捕尘网二（13）将回风巷道随风流方向分隔成除尘段、催化段和出风段；

回风巷道的催化段的前端靠近捕尘网一（11）的内管壁上设置有粉尘浓度传感器（17），回风巷道的催化段的后端靠近捕尘网二（13）的内管壁上设置有瓦斯浓度传感器（18），回风巷道的出风段的前端靠近捕尘网二（13）的内管壁上同样设置有瓦斯浓度传感器（18）；

还包括有甲醇分离系统和原料制备系统，所述捕尘网二（13）的下端连接有所述甲醇分离系统，所述喷雾器二（12）与原料制备系统连接，所述甲醇分离系统将含有甲醇的催化剂溶液进行分离，并将催化剂提纯后注入喷雾器二（12）中；

所述捕尘网一（11）和捕尘网二（13）上设置有水幕（15）；

所述捕尘网二（13）的下端还设置有储液槽，储液槽与甲醇分离系统连接；

通过喷雾器二（12）喷射催化溶，将瓦斯气体转化为甲醇气体，捕尘网二（13）和水幕（15）配合将风流中的甲醇吸附到捕尘网二（13）上，进而通过水幕（15）的作用流入到捕尘网二（13）下方的储液槽中；再流入甲醇分离系统。

2.根据权利要求1所述的一种催化剂溶液吸收回风巷道风流瓦斯装置，其特征在于，所述原料制备系统包括混料装置（3）、搅拌机（4）、高压泵（5）和注液箱（6）；

所述注液箱（6）上设置有顶部出液口、侧壁进液口与底部进液口，所述混料装置（3）与注液箱（6）的侧壁进液口连接，所述搅拌机（4）的搅拌轴的端部伸至混料装置（3）内，所述喷雾器二（12）与注液箱（6）的顶部出液口，所述高压泵（5）设置在喷雾器二（12）与注液箱（6）的顶部出液口之间，所述甲醇分离系统与注液箱（6）的底部进液口连接；

所述混料装置（3）上设置有进水口（1）和催化剂进入口（2）。

3.根据权利要求2所述的一种催化剂溶液吸收回风巷道风流瓦斯装置，其特征在于，所述甲醇分离系统包括甲醇分离机构和提纯机构；

所述甲醇分离机构包括甲醇蒸馏装置（7）和过滤装置（8），所述甲醇蒸馏装置（7）的一侧设置有进液口，另一侧设置有上端出液口和下端出液口，所述捕尘网二（13）与甲醇蒸馏装置（7）的进液口连接，所述过滤装置（8）的一端与甲醇蒸馏装置（7）的下端出液口连接，另一端与注液箱（6）的底部进液口连接，底端与提纯装置（9）连接；

所述提纯机构包括提纯装置（9）和甲醇储液罐（10），所述甲醇蒸馏装置（7）的上端出液口与提纯装置（9）连接，所述提纯装置（9）与甲醇储液罐（10）连接。

4.根据权利要求1所述的一种催化剂溶液吸收回风巷道风流瓦斯装置，其特征在于，所述储液槽的一端开设有回收口（19），所述回收口（19）与甲醇分离系统连接。

5.根据权利要求1所述的一种催化剂溶液吸收回风巷道风流瓦斯装置，其特征在于，所述喷雾器二（12）为催化器溶液喷雾器，选用的催化剂为一种基于铱的催化剂。

6.根据权利要求1所述的一种催化剂溶液吸收回风巷道风流瓦斯装置，其特征在于，还包括有信息处理与反馈装置（16），所述瓦斯浓度传感器（18）和粉尘浓度传感器（17）将检测到的信号传输至信息处理与反馈装置（16）。

7.一种催化剂溶液吸收回风巷道风流瓦斯方法，基于如权利要求1-6任一项所述的一种催化剂溶液吸收回风巷道风流瓦斯装置，其特征在于，包括如下几个步骤：

步骤S1. 喷雾器一（14）将液态水雾化，对回风巷道内的风流进行一次除尘；

步骤S2. 捕尘网一（11）以及捕尘网一（11）上的水幕（15）对一次除尘后的风流进行二次除尘；

步骤S3. 粉尘浓度传感器（17）实时监测过二次除尘后的煤、粉尘浓度，信息处理与反馈装置（16）根据粉尘浓度传感器（17）监测到的煤、粉尘浓度进行判断并及时调整喷雾器一（14）的喷洒速度和捕尘网一（11）上的水幕（15）的水流速度，使得二次除尘后风流中的煤、粉尘含量在预设的允许范围内；

步骤S4. 喷雾器二（12）将催化剂溶液雾化，与二次除尘后风流中的瓦斯参与反应，将风流中的瓦斯转化为甲醇气体，并被捕尘网二（13）吸收转化为液体，通过捕尘网二（13）下方的储液槽的回收口流入甲醇分离系统；

步骤S5. 甲醇分离系统将甲醇与催化剂溶液分离开，甲醇通过提纯系统提纯以后，储存到甲醇储液罐, 催化剂溶液通过过滤以后重新注入喷雾器二（12）中，循化利用;

步骤S6. 瓦斯浓度传感器（18）实时监测催化反应前后风流中瓦斯浓度，信息处理与反馈装置（16）根据瓦斯浓度传感器（18）监测到的瓦斯浓度进行判断并调整喷雾器二（12）的喷洒速度。