技术领域
[0001] 本发明涉及毒性气体净化技术领域，尤其涉及一种巷道风流一氧化碳消除帘幕。
相关背景技术
[0002] CO是无色无味毒性气体，极易与人体中血红蛋白结合，是O2亲和力的200～300倍，从而使血红蛋白丧失携氧能力，造成组织窒息甚至死亡。煤矿井下正常开采或煤自燃都会造成巷道内CO浓度超标，威胁煤矿安全生产。《煤矿安全规程》规定煤矿井下CO浓度不能超过24ppm。CO在水中的溶解度较低，很难使用溶液处理的方法将其消除，因此将CO催化氧化成CO2是消除CO的一种便捷、有效的方式。CO贵金属催化剂包括Pd、Pt、Rh、Au等，具有催化活性高、稳定性好、寿命长等优点。研发基于CO贵金属催化剂的巷道风流一氧化碳净化帘幕，实现巷道风流CO的快速高效消除，对保障煤矿井下安全生产作业具有重要的意义。
具体实施方式
[0034] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0035] 参照图1‑2，一种巷道风流一氧化碳消除帘幕，包括多个CO消除板1，多个CO消除板1等间距依次排列，多个CO消除板1呈平面设置，CO消除板1的四周均固定有两个金属链条3，相邻两个CO消除板1之间相对设置的两个金属链条3固定连接；多个CO消除板1的后端共同连接有幕布2；CO消除板1贯通设置在幕布2上；幕布2和CO消除板1的边沿密封连接；巷道的横截面为矩形设置，在实际生产制备时，可根据巷道的长宽将多个CO消除板1进行排列，多个CO消除板1处于同一平面内，能有效对流通在巷道内气体进行催化作业，以提升巷道的安全性；并且幕布2与巷道内侧壁和CO消除板1之间均密封设置。
[0036] 参照图1‑2，CO消除板1内包括主体框架16和金属支撑网11，主体框架16和金属支撑网11之间可拆卸连接，金属支撑网11和主体框架16之间共同螺合有多个螺栓；便于实现可拆卸连接，能对CO消除板1内的相应物料进行更换，以确保催化效果，主体框架16的四周均固定有两个挂环13，挂环13和对应的金属链条3相连接，挂环13和金属支撑网11固定连接，金属支撑网11上固定有蜂窝板15，蜂窝板15上等间距设有多个蜂窝孔，蜂窝孔内放置有颗粒催化剂14，通过颗粒催化剂14的作用能有效对气体中的CO进行催化作业以生成CO2；金属支撑网11靠近蜂窝板15的一侧铺设有过滤棉12，过滤棉12和蜂窝板15相抵触，过滤棉12和蜂窝孔相对应，通过过滤棉12的作用能有效对气体中的杂质进行过滤，提升气体的质量。
[0037] 参照图1，幕布2选用阻燃材料；阻燃材料包括尼棉阻燃面料、芳纶阻燃面料、腈纶阻燃面料和CVC阻燃面料；尼棉阻燃面料、芳纶阻燃面料、腈纶阻燃面料和CVC阻燃面料中性价比最好的为尼棉阻燃面料；通过上述材料能有效起到阻燃的目的，并且在实际生产制备时，幕布2的边沿会和巷道内壁密封连接，并且幕布2和CO消除板1之间也通过密封的方式连接，使得巷道内的气体只能通过CO消除板1进行流动，以有效对气体中的CO进行消除作业。
[0038] 参照图1‑2，蜂窝板15上多个蜂窝孔的面积大于等于蜂窝板15面积的一半；蜂窝孔的孔径为10‑40mm，能有效保证气体的流动，使得气体能全部通过蜂窝孔进行流动，以便和蜂窝孔内的催化剂发生催化反应，快速将CO催化成CO2。
[0039] 参照图2，颗粒催化剂14处理风量不大于30m3/(kg·h)，CO消除板1上风流的速度不大于0.2m/s；在实际生产制备时，可在巷道内设置风机设备，以有效控制巷道内的气体的流速。
[0040] 在本发明中，颗粒催化剂14的制备过程包括以下步骤：
[0041] S1、催化剂载体预处理：先将催化剂载体超声处理30min，随后使用去离子水与无水乙醇反复清洗，以去除催化剂载体表面附着的杂质；在烘箱内真空干燥12h，将其密封保存；
[0042] S2、钯、铂金属负载：将钯、铂金属盐加入去离子水中，获得钯、铂混合盐溶液；30min后将硼氢化钠溶液快速加入获得的盐溶液中，随后立即加入催化剂载体，室温下保持
4‑6h；制备过程溶液都在氮气流保护与机械搅拌下进行；所得固体使用去离子水与无水乙醇洗涤多次，最后在烘箱中60℃干燥12h；
[0043] S3、前驱体焙烧：所得固体产物在惰性气体流中下400‑600℃焙烧3h，最终得到固体颗粒即为所需的钯、铂贵金属催化剂。
[0044] 在本发明中，催化剂载体采用活性炭、铁氧化物和Al2O3中任意一种，优选为活性2
炭；催化剂载体的粒径为0.8‑5mm，比表面积不小于100m/g，通过提升催化剂的表面积，能使得气体和催化剂接触，提升催化效果。
[0045] 在本发明中，铂、钯的摩尔比例为1:1‑2；钯、铂与硼氢化钠摩尔质量比为1:5‑7，硼氢化钠溶液的浓度为0.1‑0.3mol/L；颗粒催化剂14中钯、铂活性成分的质量分数为0.1‑2％，以有效对CO进行催化作业；在实际生产制备中；铂钯一氧化碳催化剂是一种由铂和钯两种贵金属组成的催化剂，具有极高的氧化活性；它能够在较低的温度和压力下将一氧化碳转化为二氧化碳；铂钯一氧化碳催化剂的作用机制主要包括吸附、活化、氧化和还原等步骤；首先，催化剂表面的活性位点将一氧化碳分子吸附并活化，使其具有更高的反应活性；
随后，催化剂与氧气分子反应，将活化的一氧化碳转化为二氧化碳；最后，催化剂被还原，恢复其活性，以便进行下一轮反应；具有更高的反应效率和稳定性，能够在较低的温度和压力下运行，降低了能源消耗和成本；铂钯一氧化碳催化剂的选择性更高，能够将一氧化碳转化为二氧化碳，而不是产生大量的中间产物或副产物；这不仅提高了产品质量，同时也减少了对环境的影响。
[0046] 在本发明中，实施例1：在全尺寸实验巷道内测试该帘幕的CO消除性能，该巷道截面为3.2m×3m的矩形，巷道内风流由入口处风机提供，通过调频使巷道内风流速度为0.15m/s；在风机后排放一氧化碳气体，通过调节气体排放流量使得巷道风流中CO浓度为
100±10ppm；巷道风流一氧化碳消除帘幕工艺参数设计如下：CO消除板1尺寸为50cm×
50cm，厚度为3cm，每个CO消除板1中装有颗粒催化剂14的重量为2kg；蜂窝板15的开孔率为
2
80％，蜂窝孔孔径为30mm；选取粒径为1‑2mm、比表面积为732m/g的活性炭颗粒作为催化剂载体，催化剂制备过程如下：
[0047] S1、先将活性炭颗粒超声处理30min，随后使用去离子水与无水乙醇反复清洗三次，随后在烘箱内真空干燥12h，将其密封保存；
[0048] S2、将20mmol氯化钯、10mmol氯铂酸同时加入300mL去离子水中，获得钯、铂混合盐溶液；将750mL的0.2mol/L硼氢化钠溶液快速加入获得的盐溶液中，随后立即加入250g活性炭颗粒，室温下保持4‑6h；制备过程溶液都在氮气流保护与机械搅拌下进行；最后将所得固体使用去离子水与无水乙醇洗涤多次，最后在烘箱中60℃干燥12h；
[0049] S2、所得固体产物在惰性气体流中下400℃焙烧3h，最终得到固体颗粒即为所需的钯、铂贵金属催化剂；
[0050] 巷道风流一氧化碳消除帘幕共设9个CO消除板1，在巷道内呈横三竖三的方式进行排列，CO消除板1之间以及CO消除板1与巷壁之间的间隙使用尼棉阻燃面料进行封堵；巷道风流一氧化碳消除帘幕悬挂后，巷道风流一氧化碳消除帘幕后方风流中CO浓度仅为12±4ppm，巷道风流一氧化碳消除帘幕前后压差为24Pa。
[0051] 实施例2：在本案例中，除了使用的催化剂载体不同，实验装置以及实验条件都与2
实验案例1相同；选取粒径为3‑5mm、比表面积为232m /g的四氧化三铁颗粒作为催化剂载体；将四氧化铁颗粒作为载体的催化剂装入CO消除板1中并将巷道风流一氧化碳消除帘幕悬挂在巷道中后，巷道风流一氧化碳消除帘幕后方风流中CO浓度仅为17±4ppm，帘幕前后压差为37Pa。
[0052] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
