專利名稱：一種清除長隧道掘進工作面有害氣體、粉塵的空氣凈化機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及爆破開挖施工的獨頭長隧道掘進工作面的有害氣體降解與吸附，屬于交通工程領(lǐng)域。特別適用于交通隧道施工領(lǐng)域，也適用于無瓦斯涌出的礦山井巷施工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隧道、水工隧洞、礦山巷道爆破開挖時炸藥產(chǎn)生的炮煙中有毒氣體的含量是評價它安全等級的一項重要指標，有毒氣體的爆炸產(chǎn)物主要特別是CO、CO2, NOx、硫化物、粉塵。 一氧化碳與紅血球中血紅素的親和力比氧氣的親和力大250 300倍，它被吸入人體后， 阻礙了氧和血紅素的正常結(jié)合，使人體各部組織和細胞產(chǎn)生缺氧現(xiàn)象，引起中毒以至死亡。 NOx易溶于水，當吸入人體肺部時，就在肺的表面黏膜上產(chǎn)生腐蝕，并有強烈刺激性。濃度較高時可引起肺部浮腫而致命。硫化氫( 是一種無色有臭雞蛋味的氣體，易溶于水，具有很強的毒性，能使血液中毒，對眼睛黏膜及呼吸道有強烈刺激作用。對眼睛有強烈刺激作用。SO2與水汽接觸生成硫酸，對呼吸器官作用，刺激喉嚨、支氣管發(fā)炎，呼吸困難，嚴重時引起肺水腫。由于炸藥爆炸的有毒氣體、粉塵，挖掘鏟裝機、大型運踏車的內(nèi)燃機排放的有毒氣體嚴重影響施工人員的身體健康，現(xiàn)行的獨頭長隧道通風采用機械式通風機將新鮮空氣通過通風管送入掘進工作面。稀釋掘進工作面風有毒氣體、粉塵，然后通過風機提供的風壓將有害氣體帶出隧道，壓損失大、通風時間長、效率低。由于長隧道通風阻力的增大現(xiàn)有的通風方法無法及時排出小于300m短距離和大3000m長距離隧道有害氣體而滿足施工的要求。 隨著長距離隧道的增多，對施工環(huán)境、通風效率、空氣質(zhì)量提出越來越高的要求，而現(xiàn)行的通風方法已不能滿足隧道施工的要求。

發(fā)明內(nèi)容
所要解決的技術(shù)問題本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種清除長隧道有害氣體、粉塵的空氣凈化機，以克服現(xiàn)有通風方法壓損失大、通風時間長、效率低，設(shè)備損壞率高，使用成本高的缺
點ο技術(shù)方案本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種從長隧道之中直接降解與吸附有害氣體、 粉塵的隧道空氣凈化設(shè)備，直接在施工隧道中使用，無需長距離通風管道，就可以實現(xiàn)高效率、高選擇性有害氣體、粉塵的凈化過程。依次包含如下步驟第一步驟隧道爆破后5 15min，所說的有害氣體C0、C02、N0、N02、硫化物、粉塵， 經(jīng)移動式通風機在距工作面20 50m吸入，送入降解池；第二步驟所說的移動式通風機，采用小型貨車將羅茨通風機，將所說的有害氣體硫化物、粉塵經(jīng)風機送入降解池；
第三步驟所說的有害氣體CO、C02、NO、NO2、硫化物、粉塵，通過降解池的堿性化合物反應(yīng)，降解有害氣體中的C02、NO、NO2、硫化物、粉塵，并經(jīng)多孔纖維分離膜過濾水汽；第四步驟所說的低溫變壓吸附CO、N0，將降解、膜過濾后的CO、少量NO通過低溫變壓吸附塔吸附；第五步驟所說的中溫加熱脫吸附CO、N0，將變壓吸附塔運出隧道，通過吸附塔中的電熱加熱帶加熱至80 135°C而脫附CO、N0。上述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法的優(yōu)選方案之一為，所說的移動式通風機采用離心式風機。上述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法的優(yōu)選方案之二為，降解池的堿性化合物碳酸鈉，水溶液濃度0. 1 7 %，優(yōu)選0. 5 %。上述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法的優(yōu)選方案之三為，所說的低溫變壓吸附的溫度O 30°C，壓力1 8kPa，優(yōu)選2 4kPa。上述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法的優(yōu)選方案之四為，所說的中溫加熱脫吸附⑶、NO溫度0 150°C，優(yōu)選80 100°C。上述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法的優(yōu)選方案之五為，所說的過濾水汽的多孔纖維分離膜采用串聯(lián)形式。有益效果將現(xiàn)有的獨頭長隧道掘進工作面通風所采用機械式通風方式是從洞外壓入新鮮空氣稀釋掘進工作面有害氣體、粉塵濃度，改為定期通過移動式通風機將長隧道中的有害氣體CO、CO2, NO、NO2、硫化物、粉塵經(jīng)風機直接送入降解池；低溫變壓吸附CO、NO,有害氣體搬運距離短、通風效率高；避免現(xiàn)有的長隧道掘進工作面通風所采用機械式通風方式是從洞外壓入新鮮空氣稀釋掘進工作面有害氣體、粉塵濃度污染整個隧道的弊病，縮短了通風時間，使用成本低，有利于加快施工進度，改善隧道空氣質(zhì)量。


圖1為有害氣體、粉塵降解、吸附結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為有害氣體、粉塵降解結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為CO、NO吸附結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于顯著本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講述的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域工程技術(shù)人員作一定的改動或修改，這些等價形式落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。用于實現(xiàn)隧道中所說的有害氣體C0、C02、N0、N02、硫化物、粉塵的降解與吸附裝置包括一個吸風罩，一臺羅茨通風機，用來輸送有害氣體、粉塵，包括隧道中的空氣；一個有害氣體、粉塵降解池；一個CO、NO吸附箱；鋼管或PTFE連接管由于將隧道中的氣體導(dǎo)入降解池和吸附箱，以及凈化后的氣體導(dǎo)出；一套若干個水霧噴頭和自吸泵組成的噴淋器。本發(fā)明的清除長隧道有害氣體、粉塵的空氣凈化機，采用羅茨通風機3，將隧道中的有害氣體CO、C02、NO、N02、硫化物、粉塵經(jīng)吸風罩1、通風機連接管2、降解池連接管5，送入降解池6。所說的有害氣體C02、N02、硫化物、粉塵、部分NO經(jīng)降解池6反應(yīng)降解后，剩余的CO、NO經(jīng)吸附箱連接管7送入吸附箱8，剩余的空氣經(jīng)排氣管10排入隧道中。圖2中降解通道21為隔板14與箱體面板部分，有害氣體經(jīng)連接管5進入降解通道21時，自吸泵13將降解池箱體6中的含碳酸鈉的水溶液12經(jīng)水管22噴入降解通道21， 降解反應(yīng)后的氣體經(jīng)吸水纖維濾層17濾水后經(jīng)吸附箱連接管7送至吸附箱。經(jīng)過降解反應(yīng)、濾水后的氣體送入圖3中吸附箱，氣體中的C0、N0吸附在吸附床9， 剩余的空氣經(jīng)排氣管導(dǎo)出，將吸附箱以及連接在固定架上的降解池、離心式通風機，運出隧道，在隧道外采用電伴加熱帶20加熱吸附箱，吸附床脫附，開啟離心式通風機3，吹出吸附箱中的在CO、N0，吸附箱中的脫水干燥采用裝有硅膠的干燥袋18。在凈化機送出隧道的過程中，自吸泵13將降解箱箱體6中的含碳酸鈉的水溶液12經(jīng)噴水管23送入霧化噴頭24， 經(jīng)霧化噴頭M噴出的水溶液可以充分降解隧道中的有害氣體、粉塵。實施例1隧道掘進工作面爆破后5 15min，在距掘進工作面20 50min，定期通過羅茨通風機將隧道中所說的有害氣體CO、CO2, NO、NO2、硫化物、粉塵經(jīng)風機送入降解池，壓力 40kPa，風量2300m3/h，吸入隧道中的有害氣體CO、CO2, NO、NO2、硫化物、粉塵，送入降解池， 通過與降解池的堿性化合物反應(yīng)或清洗，優(yōu)選堿性化合物碳酸鈉，難以與堿性化合物反應(yīng)的C0、少量N0、水汽，經(jīng)多孔纖維分離膜過濾水汽后。從多孔纖維分離膜過濾后的C0、少量 N0，進入溫度10 30°C的低溫變壓吸附塔吸附，C0、少量NO吸附在吸附塔之中，然后將變壓吸附塔吸附運出隧道，通過電熱加熱帶將吸附塔加熱至80 135°C，優(yōu)選100°C而脫附C0、 NO。實施例2隧道掘進工作面爆破后5 15min，在距掘進工作面20 50min，定期通過羅茨通風機將隧道中所說的有害氣體CO、CO2, NO、NO2、硫化物、粉塵經(jīng)風機送入降解池，壓力 30kPa，壓力3kPa，風量2700m7h，吸入隧道中的有害氣體CO、CO2, NO、N02、硫化物、粉塵，送入降解池，通過與降解池的堿性化合物反應(yīng)或清洗，優(yōu)選堿性化合物碳酸鈉，難以與堿性化合物反應(yīng)的C0、少量N0、水汽，經(jīng)多孔纖維分離膜過濾水汽后。從多孔纖維分離膜過濾后的 C0、少量N0，壓力3kPa，進入溫度10 30°C的低溫變壓吸附塔吸附，C0、少量NO吸附在吸附塔之中，然后將變壓吸附塔吸附運出隧道，通過電熱加熱帶將吸附塔加熱至80 135°C， 優(yōu)選1201而脫附0)、吣。實施例3隧道掘進工作面爆破后5 15min，在距掘進工作面20 50min，定期通過羅茨通風機將隧道中所說的有害氣體CO、CO2, NO、NO2、硫化物、粉塵經(jīng)風機送入降解池，壓力 40kPa，壓力2kPaJ900m7h，吸入隧道中的有害氣體CO、CO2, NO、NO2、硫化物、粉塵，送入降解池，通過與降解池的堿性化合物反應(yīng)或清洗，優(yōu)選堿性化合物碳酸鈉，難以與堿性化合物反應(yīng)的C0、少量N0、水汽，經(jīng)多孔纖維分離膜過濾水汽后。從多孔纖維分離膜過濾后的C0、 少量N0，壓力2kPa，進入溫度10 30°C的低溫變壓吸附塔吸附，C0、少量NO吸附在吸附塔之中，然后將變壓吸附塔吸附運出隧道，通過電熱加熱帶將吸附塔加熱至80 135°C，優(yōu)選 1201而脫附0)、吣。
權(quán)利要求
1.一種清除長隧道掘進工作面有害氣體、粉塵的空氣凈化機，依次包含如下步驟(1)隧道爆破后5 15min，所說的有害氣體C0、C02、N0、N02、硫化物、粉塵，經(jīng)移動式通風機在距工作面20 50m吸入，送入降解池；(2)所說的有害氣體CO、CO2,NO、NO2、硫化物、粉塵，通過降解池的堿性化合物反應(yīng)，降解有害氣體中的C02、NO、NO2、硫化物、粉塵，并經(jīng)多孔纖維分離膜過濾水汽；(3)所說的低溫變壓吸附C0、N0，將降解、膜過濾后的CO、少量NO通過低溫變壓吸附塔吸附；(4)所說的中溫加熱脫吸附CO、N0，將變壓吸附塔吸附運出隧道，通過吸附塔中的電熱加熱帶加熱至80 135°C而脫附CO、N0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法，其特征在于，所說的移動式通風機采用羅茨風機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法，其特征在于，所說的降解池的堿性化合物碳酸鈉水溶液，水溶液濃度0. 1 7%，優(yōu)選0. 5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法，其特征在于，所說的低溫變壓吸附的溫度0 30°C，壓力1 8kPa，優(yōu)選2 4kPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法，其特征在于，所說的中溫加熱脫吸附⑶、NO溫度0 150°C，優(yōu)選80 100°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法，其特征在于，所說的過濾水汽的多孔纖維分離膜采用串聯(lián)形式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法，其特征在于，所說的變壓吸附塔吸附劑過采用載Cu(I) 13X分子篩。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種清除長隧道掘進工作面有害氣體、粉塵的隧道空氣凈化機，旨在解決長隧道施工掘進工作面通風困難的問題。采用離心式風機將隧道中的有害氣體CO、CO2、NO、NO2、硫化物、粉塵經(jīng)吸風罩、連接管，送入降解池。反應(yīng)降解后剩余的CO、NO經(jīng)連接管送入吸附箱，剩余的氣體經(jīng)過多孔纖維分離膜過濾水汽，將降解、膜過濾后的CO、少量NO通過低溫變壓吸附塔吸附；吸附CO、NO的變壓吸附塔運出隧道，通過吸附塔中的電熱加熱帶加熱至80～135℃而脫附CO、NO?？梢杂行П苊馑淼谰蜻M工作面有害氣體的污染，適用于長隧道掘進工作面有害氣體、粉塵的清除。
文檔編號B01D53/62GK102434183SQ20111036206
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者謝飛鴻 申請人:謝飛鴻