金属矿山有害气体智能控制研究

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1项目主体部分的设计应用

项目方案设计中各部分构件组成如下：（1）喇叭状进气口：提高进气效率，保护进气孔；（2）吸风机：强大风力将粉尘及有害气吸入；（3）离心除尘器：处理粉尘；（4）粉尘槽：盛放粉尘；（5）通气管道：通气；（6）pH值测定仪：测pH值；（7）抽水机：实现水循环；（8）淋水孔：实现雨淋与循环作用；（9）空气加热器：加热空气；（10）扩散CO透气板：提前扩散CO；（11）铁粉：与O2反应生成Fe2O3；（12）底板：盛放反应装置；（13）显示仪：实时显示系统数据；（14）CO浓度及箱内温度测量仪：实时监测箱内温度及CO浓度。

2项目研究的创新点及应用优势

2.1高效率低消耗处理CO

采用铁粉来对CO进行反应吸收，其可循环利用，长时间内不用更换反应吸收物质，使用方便、成本低廉，同时使用空气加热器（工作原理类似于冬天天冷时的取暖设备，例如“小太阳”）对反应箱内空气进行加热，提高反应效率，增强除气效果。为提高安全性，反应装置内设温度测试仪、CO浓度测试仪，避免因为CO富集使其浓度升高在高温高压情况下导致爆炸。同时在进气口处设置一挡板，其中均匀分布小孔，使气体先扩散然后更加均匀进入到每层反应粉末空间中，提高反应效率。

2.2氢氧化钙液体循环系统对NO2进行高效低能耗吸收

氢氧化钙液体循环系统使用雨淋法，使NO2更充分与液体反应。反应箱内加入足量水，在需要工作时系统内设计为液体循环，同向其中加入CaO，形成碱性溶液与NO2形成酸性溶液进行中和吸收，CaO价格便宜，因此成本低。为使进入到反应箱中的停留时间增长，需要减小进入系统中的风速，因此采用增加出气孔即增加进行孔截面积，降低风速，出气孔，采用轴承链接，进气方向垂直于出气方向，使多个出气孔由于力的相互作用发生旋转，减小风速的同时增加气体在箱内停留时间，使反应更充分，系统工作效率更高。在液体中安置pH测试仪，随时测定pH浓度以便更换反应溶液或者是加入CaO。为避免固体颗粒堵塞淋雨孔，可将淋雨孔半径制作大一些但要小于出水孔。

2.3除尘系统

采用离心除尘法，使离心除尘器与风机相连，应用到金属矿山地下爆破产生的粉尘吸收净化。

2.机进风口设计

为使系统能够在不同环境下进行高效工作，将风机进气孔做成较大的喇叭状，增强对粉尘及有害气体的吸收效果。

2.5采取措施使系统在不同工作现场高效工作

在不同工作环境下使用不同的工作系统配置，使净化过程效率更高，更有安全保障。（1）在“一”字型巷道中进行巷道掘进，可使用一台系统在爆破巷道中进行对有害气体及粉尘进行净化吸收。（2）在“一”形巷道中掘出“丁字形”巷道口，可以采取在爆破点两侧使用两个工作系统对有害气体及粉尘进行净化吸收。（3）在“一”字形巷道中进行岩石破碎爆破，可以在爆破两端两个系统同时工作做对有害气体及粉尘进行净化吸收。

3结语

在本文项目方案设计中，风机使用变频技术，根据有害物质浓度自动调节风速，结合井下有害气体监测系统，在空气总有害气体浓度达到工作要求后便自动停止工作。NO2高效吸收系统对NO2进行化学吸收，使用氢氧化钙溶液循环及液体淋雨方法提高反应效率，增强除气效果，其成本低、反应高效，其中增加液体pH值测定装置，实时监控反应溶液pH值以便进行液体更换。CO处理系统使用可循环使用的铁粉，同时使用空气加热法提高反应效率，增强除气效果，为提高工作安全性，避免CO碳燃烧爆炸，同时实时监控CO浓度，合理控制加热温度，使反应过程达到安全工作的标准。

作者：李勇 刘连生 单位：江西理工大学