专利名称：一种清除长隧道掘进工作面有害气体、粉尘的空气净化机的制作方法
技术领域：
本发明涉及爆破开挖施工的独头长隧道掘进工作面的有害气体降解与吸附，属于交通工程领域。特别适用于交通隧道施工领域，也适用于无瓦斯涌出的矿山井巷施工领域。
背景技术：
隧道、水工隧洞、矿山巷道爆破开挖时炸药产生的炮烟中有毒气体的含量是评价它安全等级的一项重要指标，有毒气体的爆炸产物主要特别是CO、CO2, NOx、硫化物、粉尘。 一氧化碳与红血球中血红素的亲和力比氧气的亲和力大250 300倍，它被吸入人体后， 阻碍了氧和血红素的正常结合，使人体各部组织和细胞产生缺氧现象，引起中毒以至死亡。 NOx易溶于水，当吸入人体肺部时，就在肺的表面黏膜上产生腐蚀，并有强烈刺激性。浓度较高时可引起肺部浮肿而致命。硫化氢( 是一种无色有臭鸡蛋味的气体，易溶于水，具有很强的毒性，能使血液中毒，对眼睛黏膜及呼吸道有强烈刺激作用。对眼睛有强烈刺激作用。SO2与水汽接触生成硫酸，对呼吸器官作用，刺激喉咙、支气管发炎，呼吸困难，严重时引起肺水肿。由于炸药爆炸的有毒气体、粉尘，挖掘铲装机、大型运踏车的内燃机排放的有毒气体严重影响施工人员的身体健康，现行的独头长隧道通风采用机械式通风机将新鲜空气通过通风管送入掘进工作面。稀释掘进工作面风有毒气体、粉尘，然后通过风机提供的风压将有害气体带出隧道，压损失大、通风时间长、效率低。由于长隧道通风阻力的增大现有的通风方法无法及时排出小于300m短距离和大3000m长距离隧道有害气体而满足施工的要求。 随着长距离隧道的增多，对施工环境、通风效率、空气质量提出越来越高的要求，而现行的通风方法已不能满足隧道施工的要求。
发明内容
所要解决的技术问题本发明所要解决的技术问题是提供一种清除长隧道有害气体、粉尘的空气净化机，以克服现有通风方法压损失大、通风时间长、效率低，设备损坏率高，使用成本高的缺
点ο技术方案本发明所要解决的技术问题是提供一种从长隧道之中直接降解与吸附有害气体、 粉尘的隧道空气净化设备，直接在施工隧道中使用，无需长距离通风管道，就可以实现高效率、高选择性有害气体、粉尘的净化过程。依次包含如下步骤第一步骤隧道爆破后5 15min，所说的有害气体C0、C02、N0、N02、硫化物、粉尘， 经移动式通风机在距工作面20 50m吸入，送入降解池；第二步骤所说的移动式通风机，采用小型货车将罗茨通风机，将所说的有害气体硫化物、粉尘经风机送入降解池；
第三步骤所说的有害气体CO、C02、NO、NO2、硫化物、粉尘，通过降解池的碱性化合物反应，降解有害气体中的C02、NO、NO2、硫化物、粉尘，并经多孔纤维分离膜过滤水汽；第四步骤所说的低温变压吸附CO、N0，将降解、膜过滤后的CO、少量NO通过低温变压吸附塔吸附；第五步骤所说的中温加热脱吸附CO、N0，将变压吸附塔运出隧道，通过吸附塔中的电热加热带加热至80 135°C而脱附CO、N0。上述的隧道掘进工作面有害气体、粉尘清除方法的优选方案之一为，所说的移动式通风机采用离心式风机。上述的隧道掘进工作面有害气体、粉尘清除方法的优选方案之二为，降解池的碱性化合物碳酸钠，水溶液浓度0. 1 7 %，优选0. 5 %。上述的隧道掘进工作面有害气体、粉尘清除方法的优选方案之三为，所说的低温变压吸附的温度O 30°C，压力1 8kPa，优选2 4kPa。上述的隧道掘进工作面有害气体、粉尘清除方法的优选方案之四为，所说的中温加热脱吸附⑶、NO温度0 150°C，优选80 100°C。上述的隧道掘进工作面有害气体、粉尘清除方法的优选方案之五为，所说的过滤水汽的多孔纤维分离膜采用串联形式。有益效果将现有的独头长隧道掘进工作面通风所采用机械式通风方式是从洞外压入新鲜空气稀释掘进工作面有害气体、粉尘浓度，改为定期通过移动式通风机将长隧道中的有害气体CO、CO2, NO、NO2、硫化物、粉尘经风机直接送入降解池；低温变压吸附CO、NO,有害气体搬运距离短、通风效率高；避免现有的长隧道掘进工作面通风所采用机械式通风方式是从洞外压入新鲜空气稀释掘进工作面有害气体、粉尘浓度污染整个隧道的弊病，缩短了通风时间，使用成本低，有利于加快施工进度，改善隧道空气质量。
图1为有害气体、粉尘降解、吸附结构示意图；图2为有害气体、粉尘降解结构示意图；图3为CO、NO吸附结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于显著本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲述的内容之后，本领域工程技术人员作一定的改动或修改，这些等价形式落于本申请所附权利要求书所限定的范围。用于实现隧道中所说的有害气体C0、C02、N0、N02、硫化物、粉尘的降解与吸附装置包括一个吸风罩，一台罗茨通风机，用来输送有害气体、粉尘，包括隧道中的空气；一个有害气体、粉尘降解池；一个CO、NO吸附箱；钢管或PTFE连接管由于将隧道中的气体导入降解池和吸附箱，以及净化后的气体导出；一套若干个水雾喷头和自吸泵组成的喷淋器。本发明的清除长隧道有害气体、粉尘的空气净化机，采用罗茨通风机3，将隧道中的有害气体CO、C02、NO、N02、硫化物、粉尘经吸风罩1、通风机连接管2、降解池连接管5，送入降解池6。所说的有害气体C02、N02、硫化物、粉尘、部分NO经降解池6反应降解后，剩余的CO、NO经吸附箱连接管7送入吸附箱8，剩余的空气经排气管10排入隧道中。图2中降解通道21为隔板14与箱体面板部分，有害气体经连接管5进入降解通道21时，自吸泵13将降解池箱体6中的含碳酸钠的水溶液12经水管22喷入降解通道21， 降解反应后的气体经吸水纤维滤层17滤水后经吸附箱连接管7送至吸附箱。经过降解反应、滤水后的气体送入图3中吸附箱，气体中的C0、N0吸附在吸附床9， 剩余的空气经排气管导出，将吸附箱以及连接在固定架上的降解池、离心式通风机，运出隧道，在隧道外采用电伴加热带20加热吸附箱，吸附床脱附，开启离心式通风机3，吹出吸附箱中的在CO、N0，吸附箱中的脱水干燥采用装有硅胶的干燥袋18。在净化机送出隧道的过程中，自吸泵13将降解箱箱体6中的含碳酸钠的水溶液12经喷水管23送入雾化喷头24， 经雾化喷头M喷出的水溶液可以充分降解隧道中的有害气体、粉尘。实施例1隧道掘进工作面爆破后5 15min，在距掘进工作面20 50min，定期通过罗茨通风机将隧道中所说的有害气体CO、CO2, NO、NO2、硫化物、粉尘经风机送入降解池，压力 40kPa，风量2300m3/h，吸入隧道中的有害气体CO、CO2, NO、NO2、硫化物、粉尘，送入降解池， 通过与降解池的碱性化合物反应或清洗，优选碱性化合物碳酸钠，难以与碱性化合物反应的C0、少量N0、水汽，经多孔纤维分离膜过滤水汽后。从多孔纤维分离膜过滤后的C0、少量 N0，进入温度10 30°C的低温变压吸附塔吸附，C0、少量NO吸附在吸附塔之中，然后将变压吸附塔吸附运出隧道，通过电热加热带将吸附塔加热至80 135°C，优选100°C而脱附C0、 NO。实施例2隧道掘进工作面爆破后5 15min，在距掘进工作面20 50min，定期通过罗茨通风机将隧道中所说的有害气体CO、CO2, NO、NO2、硫化物、粉尘经风机送入降解池，压力 30kPa，压力3kPa，风量2700m7h，吸入隧道中的有害气体CO、CO2, NO、N02、硫化物、粉尘，送入降解池，通过与降解池的碱性化合物反应或清洗，优选碱性化合物碳酸钠，难以与碱性化合物反应的C0、少量N0、水汽，经多孔纤维分离膜过滤水汽后。从多孔纤维分离膜过滤后的 C0、少量N0，压力3kPa，进入温度10 30°C的低温变压吸附塔吸附，C0、少量NO吸附在吸附塔之中，然后将变压吸附塔吸附运出隧道，通过电热加热带将吸附塔加热至80 135°C， 优选1201而脱附0)、吣。实施例3隧道掘进工作面爆破后5 15min，在距掘进工作面20 50min，定期通过罗茨通风机将隧道中所说的有害气体CO、CO2, NO、NO2、硫化物、粉尘经风机送入降解池，压力 40kPa，压力2kPaJ900m7h，吸入隧道中的有害气体CO、CO2, NO、NO2、硫化物、粉尘，送入降解池，通过与降解池的碱性化合物反应或清洗，优选碱性化合物碳酸钠，难以与碱性化合物反应的C0、少量N0、水汽，经多孔纤维分离膜过滤水汽后。从多孔纤维分离膜过滤后的C0、 少量N0，压力2kPa，进入温度10 30°C的低温变压吸附塔吸附，C0、少量NO吸附在吸附塔之中，然后将变压吸附塔吸附运出隧道，通过电热加热带将吸附塔加热至80 135°C，优选 1201而脱附0)、吣。
权利要求
1.一种清除长隧道掘进工作面有害气体、粉尘的空气净化机，依次包含如下步骤(1)隧道爆破后5 15min，所说的有害气体C0、C02、N0、N02、硫化物、粉尘，经移动式通风机在距工作面20 50m吸入，送入降解池；(2)所说的有害气体CO、CO2,NO、NO2、硫化物、粉尘，通过降解池的碱性化合物反应，降解有害气体中的C02、NO、NO2、硫化物、粉尘，并经多孔纤维分离膜过滤水汽；(3)所说的低温变压吸附C0、N0，将降解、膜过滤后的CO、少量NO通过低温变压吸附塔吸附；(4)所说的中温加热脱吸附CO、N0，将变压吸附塔吸附运出隧道，通过吸附塔中的电热加热带加热至80 135°C而脱附CO、N0。
2.根据权利要求1所述的隧道掘进工作面有害气体、粉尘清除方法，其特征在于，所说的移动式通风机采用罗茨风机。
3.根据权利要求1所述的隧道掘进工作面有害气体、粉尘清除方法，其特征在于，所说的降解池的碱性化合物碳酸钠水溶液，水溶液浓度0. 1 7%，优选0. 5%。
4.根据权利要求1所述的隧道掘进工作面有害气体、粉尘清除方法，其特征在于，所说的低温变压吸附的温度0 30°C，压力1 8kPa，优选2 4kPa。
5.根据权利要求1所述的隧道掘进工作面有害气体、粉尘清除方法，其特征在于，所说的中温加热脱吸附⑶、NO温度0 150°C，优选80 100°C。
6.根据权利要求1所述的隧道掘进工作面有害气体、粉尘清除方法，其特征在于，所说的过滤水汽的多孔纤维分离膜采用串联形式。
7.根据权利要求1所述的隧道掘进工作面有害气体、粉尘清除方法，其特征在于，所说的变压吸附塔吸附剂过采用载Cu(I) 13X分子筛。
全文摘要
本发明涉及一种清除长隧道掘进工作面有害气体、粉尘的隧道空气净化机，旨在解决长隧道施工掘进工作面通风困难的问题。采用离心式风机将隧道中的有害气体CO、CO2、NO、NO2、硫化物、粉尘经吸风罩、连接管，送入降解池。反应降解后剩余的CO、NO经连接管送入吸附箱，剩余的气体经过多孔纤维分离膜过滤水汽，将降解、膜过滤后的CO、少量NO通过低温变压吸附塔吸附；吸附CO、NO的变压吸附塔运出隧道，通过吸附塔中的电热加热带加热至80～135℃而脱附CO、NO。可以有效避免隧道掘进工作面有害气体的污染，适用于长隧道掘进工作面有害气体、粉尘的清除。
文档编号B01D53/62GK102434183SQ20111036206
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月3日 优先权日2011年11月3日
发明者谢飞鸿 申请人:谢飞鸿