[发明专利]一种利用羟基自由基降解煤矿瓦斯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用羟基自由基降解煤矿瓦斯的方法，属于煤矿安全技术领域。

背景技术

煤矿瓦斯灾害是我国煤矿最严重的灾害，不但造成了重大人员伤亡和财产损失，而且造成了恶劣的社会影响。甲烷是煤矿瓦斯的主要成分，是重要的温室气体之一，是大气的主要污染源。由于甲烷分子十分稳定，正常情况下很难与其它物质作用，常规方法难以将排放的瓦斯降解。

实践中，可以将微生物甲烷氧化菌注入煤层或将甲烷氧化菌喷涂在巷道、采掘工作面、采空区，达到氧化降解煤矿瓦斯的目的。但是微生物降解煤矿瓦斯的反应速度比较慢，当煤矿瓦斯含量比较高的时候，微生物很难起到实际作用；另外，当煤矿瓦斯涌出后，空气中的瓦斯更难以和微生物接触，微生物降解瓦斯的速率会更低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种利用羟基自由基降解煤矿瓦斯的方法。

一种利用羟基自由基降解煤矿瓦斯的方法，将含有瓦斯的空气从塔式反应器底部引入塔式反应器，含有瓦斯的空气自下而上流动，与从塔式反应器顶部流下的Fenton试剂充分接触，甲烷分子被Fenton试剂产生的OH自由基氧化降解，以达到去除煤矿瓦斯的目的；所述Fenton试剂的配置：FeSO₄·7H₂O浓度为0.5～2.5mM；H₂O₂浓度为90～150mM；用HClO₄将溶液pH值调至2～5。

所述的方法，所述反应塔底部连接一个储液槽，通过液体循环泵将储液槽内的Fenton试剂输送至塔式反应器的顶部。

本发明方法是采取化学反应法，把含有瓦斯的空气通入特别配置的Fenton试剂，瓦斯气体和Fenton试剂接触比较充分、反应速率快。

附图说明

图1为本发明采用的降解煤矿瓦斯的装置。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

利用羟基自由基降解煤矿瓦斯的装置，包括入口端瓦斯检测器1、空气流量计2、塔式反应器3、出口端瓦斯检测器4、储液槽5、液体循环泵6。将含有瓦斯的空气从塔式反应器3底部引入塔式反应器3(也可以用鼓泡反应器代替塔式反应器)，含有瓦斯的空气自下而上流动，与从反应塔顶部流下的Fenton试剂充分接触，甲烷分子被Fenton试剂产生的OH自由基氧化降解，以达到去除煤矿瓦斯的目的。

为保证Fenton试剂能够连续自上而下流动，反应塔底部连接一个储液槽5，通过液体循环泵6将储液槽5内的Fenton试剂输送至塔式反应器3的顶部。

Fenton试剂的配置：FeSO₄·7H₂O浓度为0.5～2.5mM；H₂O₂浓度为90～150mM；用HClO₄将溶液pH值调至2～5。

以瓦斯含量为5％的空气进行以下实验：

实验1：试剂的配置，Fe²⁺1.5mM、H₂O₂ 0mM、pH＝3、降解率2％，因采用非Fenton试剂，因此降解率较低。

实验2：试剂的配置，Fe²⁺0mM、H₂O₂100mM、pH＝3、降解率3％，因采用非Fenton试剂，因此降解率较低。

实验3：Fenton试剂的配置，Fe²⁺1.5mM、H₂O₂ 100mM、pH＝3、降解率35％，因采用Fenton试剂，因此降解率较高，以下实验4-实验11均采用不同比例的Fenton试剂，均取得了良好的效果。

实验4：Fenton试剂的配置，Fe²⁺2mM、H₂O₂ 100mM、pH＝2、降解率39％。

实验5：Fenton试剂的配置，Fe²⁺2mM、H₂O₂ 125mM、pH＝2、降解率45％。

实验6：Fenton试剂的配置，Fe²⁺2mM、H₂O₂ 150mM、pH＝2、降解率41％。