[發明專利]一種清除長隧道掘進工作面有害氣體、粉塵的空氣凈化機

無效

• 申請號: 201110362061.9
• 申請日: 2011-11-03
• 公開（公告）號: CN102434183A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 謝飛鴻
• 申請（專利權）人: 謝飛鴻
• 主分類號: E21F1/00
• 分類號: E21F1/00;E21F5/02;B01D53/74;B01D53/60;B01D53/62;B01D53/047;B01J20/34
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技術領域

本發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，屬于交通工程領域。特別適用于交通隧道施工領域，也適用于無瓦斯涌出的礦山井巷施工領域。

背景技術

隧道、水工隧洞、礦山巷道爆破開挖時炸藥產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合，使人體各部組織和細胞產生缺氧現象，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(H₂S)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、大型運蹅車的內燃機排放的有毒氣體嚴重影響施工人員的身體健康，現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，對施工環境、通風效率、空氣質量提出越來越高的要求，而現行的通風方法已不能滿足隧道施工的要求。

發明內容

所要解決的技術問題

本發明所要解決的技術問題是提供一種清除長隧道有害氣體、粉塵的空氣凈化機，以克服現有通風方法壓損失大、通風時間長、效率低，設備損壞率高，使用成本高的缺點。

技術方案

本發明所要解決的技術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CO、CO₂、NO、NO₂、硫化物、粉塵，經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、粉塵經風機送入降解池；

第三步驟：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，降解有害氣體中的CO₂、NO、NO₂、硫化物、粉塵，并經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、NO，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、NO，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℃而脫附CO、NO。

上述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法的優選方案之一為，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、粉塵清除方法的優選方案之三為，所說的低溫變壓吸附的溫度0～30℃，壓力1～8kPa，優選2～4kPa。

上述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法的優選方案之四為，所說的中溫加熱脫吸附CO、NO溫度0～150℃，優選80～100℃。

上述的隧道掘進工作面有害氣體、粉塵清除方法的優選方案之五為，所說的過濾水汽的多孔纖維分離膜采用串聯形式。

有益效果

將現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；