一种煤炭地下气化水污染原位净化装置及其使用方法

1.本发明涉及一种水体净化技术领域，具体是一种煤炭地下气化水污染原位净化装置及其使用方法。


背景技术：

2.煤炭地下气化是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过煤的热化学作用产生可燃气体和化工原料的过程，煤炭地下气化技术将地下煤层构筑成一个封闭的气化炉，设置进气孔和出气孔，并与气化通道和煤层组成一个整体。尽管煤炭地下气化技术提高了煤炭资源的利用率，大大降低了煤炭开采对地表以及环境造成的破坏，减少了co2和其它有害气体的排放，避免了大气和地表水污染问题，但它不可避免的存在潜在的地下水污染风险。已有研究证实，煤炭地下气化过程中产生的有机污染物主要是酚类、多环芳烃、苯及其衍生物、杂环化合物、酮类、醛类、嘧啶类和喹啉类等。
3.自开展地下水污染治理至今，经过大量的实践应用地下水污染修复技术得以不断改进和创新。应用最多的是抽出处理技术，它是将污染的地下水抽出到地面通过地表污水处理技术实现其净化修复，是地下水异位修复的代表性技术，但从地下的燃空区抽出水需要的水泵扬程高、能耗大，且净化流程复杂，使其成本高，所需空间大，效率低，而地下水原位净化主要有通过微生物进行生物净化，但由于地底环境原因的微生物存活率低，且能净化的污染物类型有限，效果较差。
4.有地下气化试验中长期监测试验表明，在气化结束若干年后，气化灰渣、残留半焦及顶底板煤层的吸附作用会使气化燃空区受到污染的水质得到恢复，煤、焦炭、半焦和灰渣都可以吸附煤炭地下气化污染水中的有机物，是良好的吸附剂，但其通常都沉在水底，吸附范围和效率较低，有效利用煤、焦炭、半焦和灰渣能够低成本、高效地净化煤炭地下气化水污染。
5.因此，有必要提供一种煤炭地下气化水污染原位净化装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤炭地下气化水污染原位净化装置，包括固定轴，所述固定轴的外壁设有支撑板，所述固定轴下端固定有密封腔，所述密封腔内设有电机，所述密封腔下端可转动地连接有空心转轴，所述空心转轴下方的外壁中圆周分布有多片弧形的滤网。
7.进一步的，作为优选，所述支撑板通过支撑连杆与固定轴连接：
8.所述支撑板靠近固定轴的一面上下对称地铰接有两根支撑连杆，所述支撑连杆的另一端分别铰接到活动板和固定板中，所述固定板固定套设在固定轴中，所述活动板位于固定板上方且可滑动地套设在固定轴外壁；
9.所述固定板远离固定轴的一面开设有棱。
10.进一步的，作为优选，所述活动板还通过伸缩杆与固定轴连接：所述伸缩杆的缸体与固定轴固定连接，活塞杆与活动板固定连接.
11.进一步的，作为优选，所述空心转轴内部的上端可转动地连接有有负压桨，所述负压桨与电机的输出轴连接，所述负压桨上方的空心转轴外壁开设有排水孔；
12.且，所述负压桨还通过行星齿轮与空心转轴内部连接，所述行星齿轮的太阳轮与负压桨固定连接，行星轮与密封腔底部可转动地连接，齿圈与空心转轴内部固定连接。
13.进一步的，作为优选，所述滤网通过上连接盘和下连接盘与空心转轴连接：所述上连接盘和下连接盘与空心转轴固定连接，所述滤网通过滤网转轴可转动地圆周分布在上连接盘与下连接盘间；
14.所述空心转轴下端面密封，且所述滤网内的空心转轴中开有负压孔；
15.且，所述下连接盘下圆周分布地固定有多片嵌插板。
16.进一步的，作为优选，每根所述滤网转轴的上端贯穿上连接盘，且在上连接盘上方的一端固定有调整连杆，所述调整连杆的另一端连接有万向连杆，每根所述万向连杆的另一端共同连接到升降盘中；
17.所述升降盘位于上连接盘的上方且可滑动地套设于空心转轴外壁。
18.进一步的，作为优选，所述升降盘通过直线轴承套设在空心转轴外壁：所述直线轴承与升降盘固定连接，且所述升降盘上方的所述直线轴承外壁可转动地套设有拨盘。
19.进一步的，作为优选，所述拨盘通过传动杆固定连接到活动板中：所述传动杆一端固定到活动板中，另一端可活动地贯穿固定板和密封腔并固定到拨盘中。
20.进一步的，作为优选，所述滤网中开设有蜂窝状的筛孔，且所述筛孔向迎水的一面扩张。
21.一种煤炭地下气化水污染原位净化装置的使用方法：
22.s1、将固定轴以下的部分通过进气孔、出气孔或另外的钻孔深入煤层燃空区内，并使嵌插板嵌入燃空区底部的区域；
23.s2、驱动伸缩杆使活动板沿固定轴向下滑动，使支撑连杆推动支撑板向外张开，从而使支撑板将固定轴支撑在钻孔内或取出内壁；
24.s3、传动杆推动拨盘使万向连杆推动调整连杆，使得滤网也向外张开，以增加滤网与水体的接触面积；
25.s4、电机驱动驱动负压桨旋转时能够使空心转轴内产生负压，使空心转轴范围内的燃空区中的水体产生漩涡以吸引更远范围内的水，同时通过行星齿轮减速地带动空心转轴转动，使滤网转动；
26.s5、滤网转动的过程中与筛孔适合大小的煤块和半焦等反应残渣会被限制在筛孔内，从而对水体的污染物进行吸附，并且随着运行时间的增加，滤网上的附着物越多，净化效果越好；
27.s6、当滤网被煤块和半焦等反应残填满且吸附水体污染物饱和，净化下过下降，电机驱动负压桨和滤网反转以清除滤网附着物后正转，使滤网捕捉新的附着物，以此重复确保净化效率。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
29.本发明中，通过伸缩杆能够驱动活动板沿固定轴上下滑动，改变其与固定板间的
距离，使支撑连杆推动支撑板向外扩张或向内收缩，从而使支撑板能够将固定轴支撑在钻孔内或取出，同时，传动杆推动拨盘使万向连杆推动调整连杆，使得滤网也向外张开或收合，以张开增加滤网与水体的接触面积或收合方便进出钻孔。
30.本发明中，电机驱动驱动负压桨旋转时能够使空心转轴内产生负压，使空心转轴范围内的燃空区中的水体产生漩涡以吸引更远范围内的水，同时通过行星齿轮减速地带动空心转轴转动，使滤网转动净化水体。
31.本发明中，滤网转动的过程中与筛孔适合大小的煤块和半焦等反应残渣会被限制在筛孔内，从而对水体的污染物进行吸附，并且随着运行时间的增加，滤网上的附着物越多，净化效果越好。
附图说明
32.图1为一种煤炭地下气化水污染原位净化装置的结构示意图；
33.图2为滤网连接结构的结构示意图；
34.图3为的滤网筛孔结构示意图；
35.图中：1、固定轴；2、支撑板；21、活动板；22、固定板；23、支撑连杆；3、密封腔；4、电机；5、空心转轴；6、负压桨；61、行星齿轮；7、排水孔；8、滤网；81、上连接盘；82、下连接盘；83、滤网转轴；84、调整连杆；85、万向连杆；86、升降盘；87、拨盘；88、直线轴承；89、筛孔；9、嵌插板；10、伸缩杆；11、传动杆。
具体实施方式
36.请参阅图1，本发明实施例中，一种煤炭地下气化水污染原位净化装置，包括固定轴1，所述固定轴1的外壁设有支撑板2，所述固定轴1下端固定有密封腔3，所述密封腔3内设有电机4，所述密封腔3下端可转动地连接有空心转轴5，所述空心转轴5下方的外壁中圆周分布有多片弧形的滤网8。
37.请参阅图2，本实施例中，所述支撑板2通过支撑连杆23与固定轴1连接：
38.所述支撑板2靠近固定轴1的一面上下对称地铰接有两根支撑连杆23，所述支撑连杆23的另一端分别铰接到活动板21和固定板22中，所述固定板22固定套设在固定轴1中，所述活动板21位于固定板22上方且可滑动地套设在固定轴1外壁；
39.所述固定板22远离固定轴1的一面开设有棱，以增加其摩擦力。
40.本实施例中，所述活动板21还通过伸缩杆10与固定轴1连接：所述伸缩杆10的缸体与固定轴1固定连接，活塞杆与活动板21固定连接；
41.也就是说，通过伸缩杆10能够驱动活动板21沿固定轴1上下滑动，改变其与固定板22间的距离，使支撑连杆23推动支撑板2向外扩张或向内收缩，从而使支撑板2能够将固定轴1支撑在钻孔内或取出。
42.本实施例中，所述空心转轴5内部的上端可转动地连接有有负压桨6，所述负压桨6与电机4的输出轴连接，所述负压桨6上方的空心转轴5外壁开设有排水孔7；
43.且，所述负压桨6还通过行星齿轮61与空心转轴5内部连接，所述行星齿轮61的太阳轮与负压桨6固定连接，行星轮与密封腔3底部可转动地连接，齿圈与空心转轴5内部固定连接。
44.当电机4驱动负压桨6旋转时能够使空心转轴5内产生负压，同时减速地带动空心转轴5转动。
45.本实施例中，所述滤网8通过上连接盘81和下连接盘82与空心转轴5连接：所述上连接盘81和下连接盘82与空心转轴5固定连接，所述滤网8通过滤网转轴83可转动地圆周分布在上连接盘81与下连接盘82间；
46.所述空心转轴5下端面密封，且所述滤网8内的空心转轴5中开有负压孔；
47.且，所述下连接盘82下圆周分布地固定有多片嵌插板9。
48.本实施例中，每根所述滤网转轴83的上端贯穿上连接盘81，且在上连接盘81上方的一端固定有调整连杆84，所述调整连杆84的另一端连接有万向连杆85，每根所述万向连杆85的另一端共同连接到升降盘86中；
49.所述升降盘86位于上连接盘81的上方且可滑动地套设于空心转轴5外壁。
50.本实施例中，所述升降盘86通过直线轴承88套设在空心转轴5外壁：所述直线轴承88与升降盘86固定连接，且所述升降盘86上方的所述直线轴承88外壁可转动地套设有拨盘87。
51.本实施例中，所述拨盘87通过传动杆11固定连接到活动板21中：所述传动杆11一端固定到活动板21中，另一端可活动地贯穿固定板22和密封腔3并固定到拨盘87中；
52.也就是说，当伸缩杆10驱动支撑板2向外扩张以支撑到钻孔内壁的同时，传动杆11推动拨盘87使万向连杆85推动调整连杆84，使得滤网8也向外张开，以增加滤网8与水体的接触面积。
53.本实施例中，所述滤网8中开设有蜂窝状的筛孔89，且所述筛孔89向迎水的一面扩张；
54.也就是说，当滤网8在水体中转动时，与筛孔89适合大小的煤块和半焦等反应残渣会被限制在筛孔89内，从而对水体的污染物进行吸附。
55.本实施例中，还包括一种煤炭地下气化水污染原位净化装置的使用方法：
56.s1、将固定轴1以下的部分通过进气孔、出气孔或另外的钻孔深入煤层燃空区内，并使嵌插板9嵌入燃空区底部的区域；
57.s2、驱动伸缩杆10使活动板21沿固定轴1向下滑动，使支撑连杆23推动支撑板2向外张开，从而使支撑板2将固定轴1支撑在钻孔内或取出内壁；
58.s3、传动杆11推动拨盘87使万向连杆85推动调整连杆84，使得滤网8也向外张开，以增加滤网8与水体的接触面积；
59.s4、电机4驱动驱动负压桨6旋转时能够使空心转轴5内产生负压，使空心转轴5范围内的燃空区中的水体产生漩涡以吸引更远范围内的水，同时通过行星齿轮减速地带动空心转轴5转动，使滤网8转动；
60.s5、滤网8转动的过程中与筛孔89适合大小的煤块和半焦等反应残渣会被限制在筛孔89内，从而对水体的污染物进行吸附，并且随着运行时间的增加，滤网8上的附着物越多，净化效果越好；
61.s6、当滤网8被煤块和半焦等反应残填满且吸附水体污染物饱和，净化下过下降，电机4驱动负压桨6和滤网8反转以清除滤网8附着物后正转，使滤网8捕捉新的附着物，以此重复确保净化效率。
62.以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。