煤礦井下環(huán)境對甲烷催化元件性能影響的探討.pdf

1、目前，瓦斯爆炸是煤礦安全生產(chǎn)中最嚴重的災(zāi)害之一。因為甲烷(CH4)是瓦斯的主要成分，所以當前煤礦都用對甲烷氣體濃度的檢測作為瓦斯含量的參考指標。依據(jù)煤礦安全工作的要求，對礦井瓦斯含量進行連續(xù)準確及時監(jiān)測是必須的，同時也是煤礦安全生產(chǎn)的重要保證措施之一。檢測甲烷氣體濃度的方法很多，如安全燈法、熱傳導(dǎo)法、紅外光譜吸收法、光干涉法、超聲波法、氣敏半導(dǎo)體法以及催化燃燒法等等。
　　 應(yīng)用以催化燃燒法為工作原理的甲烷催化元件檢測瓦斯?jié)舛鹊?/p>

2、甲烷報警礦燈、便攜式瓦斯檢測報警儀以及安全監(jiān)控系統(tǒng)中的甲烷傳感器占據(jù)了煤礦瓦斯檢測儀器的主導(dǎo)地位，是煤礦動態(tài)監(jiān)視礦井瓦斯?jié)舛鹊挠行Чぞ?，對煤礦安全生產(chǎn)起到了至關(guān)重要的作用。
　　 甲烷催化元件檢測瓦斯?jié)舛鹊脑恚合蚣淄榇呋ㄒ院愣ǖ墓ぷ麟娏?，將其加熱到約500℃左右，利用敏感元件對瓦斯的催化作用使瓦斯在元件表面上發(fā)生無焰燃燒，放出熱量使元件溫度上升，增加了敏感元件鉑絲的電阻值，然后通過測量電路測量敏感元件電阻值的變化量，從而

3、得到相應(yīng)的瓦斯?jié)舛?。目前，絕大部分的測量電路都以惠斯通電橋為其核心。
　　 本文的主要工作如下：
　　 (1)探討甲烷催化元件檢測甲烷氣體的化學(xué)反應(yīng)機理；
　　 (2)依據(jù)甲烷催化元件熱平衡理論、微結(jié)構(gòu)傳熱理論分析煤礦井下環(huán)境因素對其性能的影響；
　　 (3)依據(jù)影響甲烷催化元件的各煤礦井下環(huán)境因素，研制甲烷催化元件自動檢測系統(tǒng)及相應(yīng)的煤礦井下環(huán)境模擬試驗裝置；
　　 (4)依據(jù)理論分析、自動檢測

4、系統(tǒng)以及試驗?zāi)M裝置探討煤礦井下各環(huán)境因素影響甲烷催化元件性能的規(guī)律。
　　 本文圍繞“煤礦井下環(huán)境對甲烷催化元件性能影響的探討”，依據(jù)甲烷催化元件檢測甲烷氣體的化學(xué)反應(yīng)機理、熱平衡原理以及微結(jié)構(gòu)傳熱理論，得出了以下結(jié)論：
　　 (1)煤礦井下長期高溫、高濕環(huán)境易于使甲烷催化元件產(chǎn)生“積碳”現(xiàn)象，同時易于增加其傳質(zhì)過程的阻力，從而導(dǎo)致其靈敏度下降；
　　 (2)減小甲烷催化元件催化劑顆粒直徑可以提高其靈敏度；

5、r>　　 (3)甲烷催化元件的零點漂移、靈敏度變化及基本誤差在短時間內(nèi)受煤礦井下溫度、濕度、風(fēng)速影響較小；
　　 (4)粉塵對甲烷催化元件靈敏度影響較大，尤其當粉塵濃度為10mg/m3、連續(xù)運行3d后，其靈敏度<12mV/％CH4；
　　 (5)H2S氣體的混入會使甲烷催化元件的靈敏度在很短的時間內(nèi)下降到一個遠小于12mV/％CH4，造成催化劑中毒；
　　 (6)瓦斯流量為(160～220)mL/min時甲烷催