[发明专利]一种利用菌液喷雾降解矿井风流瓦斯的实验方法和装置

说明书

本发明提出一种利用菌液喷雾降解矿井风流瓦斯的实验方法和装置，本装置包括装置本体，装置本体的两端设有进风口和出风口，装置本体内设有菌液喷雾装置，装置本体的下部设有集液槽，装置本体与集液槽连通，集液槽与废液过滤罐连通，废液过滤罐与低浓度菌液罐连通，低浓度菌液罐、高浓度菌液罐均与混合菌液罐连通，混合菌液罐与菌液喷雾装置连通。本方法包括如下步骤：风流瓦斯进入装置本体内，菌液喷雾装置将甲烷氧化细菌通入装置本体并喷出，风流瓦斯内的甲烷与菌液进行反应发生降解（甲烷被降解成CO₂和H₂O），降解后的风流瓦斯排出装置本体。本发明具有设计合理、结构简单、成本低廉、安装和使用方便、工作效率高、可循环利用、实用性强的特点。

技术领域

本发明涉及矿井瓦斯处理，特别是指一种利用菌液喷雾降解矿井风流瓦斯的实验方法和装置。

背景技术

我国有世界上数量最多的井工煤矿，煤矿在生产中向大气排放大量的乏风（乏风：进入矿井的新鲜风流经过生产地点后的风流称为乏风，乏风含有粉尘及甲烷等有害气体），由于乏风中含有以甲烷（CH₄）为主的有害气体，甲烷不仅具有易燃、易爆的特性，而且会加剧温室效应，造成环境污染。因此，解决煤矿乏风中的甲烷无论是立足当前还是放眼未来，都具有重要意义。

20世纪以来，国内外学者开始研究利用微生物解决矿井瓦斯，即利用甲烷氧化菌把瓦斯（CH₄）降解成CO₂和H₂O。与传统技术相比，微生物技术无疑具有安全、高效的特点，理论已经实现，甲烷氧化菌已经能大量培养，但在应用技术上却进展缓慢，一个重要原因是能用于瓦斯降解的关键设备极少。因此，研制出一种安全、高效、结构简单、成本低廉、操作简便的风流甲烷降解装置则十分必要，而且具有广阔的市场。

现有技术方案的主要问题：

1、装置结构不合理。现有技术方案主要是利用浸润的多孔材料与风流正交，或者使风流流经生物滤池，这样会造成风流流动阻力大，降解速率低。而实际上煤矿风流是具有一定流动速度的，即在实验装置内要在较短的时间内完成有效降解，达到这一目标才具有应用前景。

2、降解效率低。目前的技术方案如果充分考虑到了风流流动性，但经过降解的风流中瓦斯浓度仍然较高，未达到降解目的。

以上两个问题其实是一个问题的两个方面，即要求装置“要在较短时间内完成有效降解。

3、废液的回收处理及再利用。经过降解后的废液里仍然含有一定浓度的甲烷氧化菌，可以经过回收处理后循环利用，节约成本。

发明内容

本发明提出一种利用菌液喷雾降解矿井风流瓦斯的实验方法和装置，解决了现有技术中缺少瓦斯降解的关键设备的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种利用菌液喷雾降解矿井风流瓦斯的实验装置，包括装置本体，所述的装置本体的两端分别设有进风口和出风口，装置本体内设有菌液喷雾装置，装置本体的下部设有集液槽，装置本体与集液槽连通，集液槽与废液过滤罐连通，废液过滤罐与低浓度菌液罐连通，低浓度菌液罐、高浓度菌液罐均与混合菌液罐连通，混合菌液罐与菌液喷雾装置连通。

所述的菌液喷雾装置包括主管路，主管路与混合菌液罐连通，主管路分别与第一副管路和第二副管路连通，所述的进风口设有第一甲烷传感器和流量计，第一副管路和第二副管路之间设有位于装置本体内的第二甲烷传感器，出风口设有第三甲烷传感器，第一甲烷传感器、第二甲烷传感器、第三甲烷传感器和流量计均与中央控制器电连接。