煤礦井下環(huán)境對甲烷催化元件性能影響的探討

【摘要】： 目前,瓦斯爆炸是煤礦安全生產(chǎn)中最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。因為甲烷(CH_4)是瓦斯的主要成分,所以當(dāng)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(biāo)。依據(jù)煤礦安全工作的要求,對礦井瓦斯含量進(jìn)行連續(xù)準(zhǔn)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)舛鹊募淄閳缶V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?向甲烷催化元件通以恒定的工作電流,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,從而得到相應(yīng)的瓦斯?jié)舛?。目?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(jī)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(jī)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; (3)甲烷催化元件的零點(diǎn)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(dāng)粉塵濃度為10mg/m~3、連續(xù)運(yùn)行3d后,其靈敏度＜12mV/%CH_4; (5) H_2S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(yuǎn)小于12mV/%CH_4,造成催化劑中毒; (6)瓦斯流量為(160～220)mL/min時甲烷催化元件靈敏度最穩(wěn)定; (7)當(dāng)甲烷催化元件從氧化環(huán)境到還原環(huán)境,再從還原環(huán)境到氧化環(huán)境的變化檢測過程中,靈敏度會發(fā)生很大變化。 【關(guān)鍵詞】：甲烷催化元件 催化燃燒機(jī)理 環(huán)境模擬 規(guī)律
【學(xué)位授予單位】：煤炭科學(xué)研究總院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TP212
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 1 緒論11-24
• 1.1 選題背景、研究目的及意義11-14
• 1.1.1 選題背景11-13
• 1.1.2 研究目的及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-22
• 1.2.1 內(nèi)部影響因素研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1.1 敏感材料14-16
• 1.2.1.2 配對工藝16-17
• 1.2.1.3 制造工藝17
• 1.2.1.4 抗毒性能17-18
• 1.2.2 檢測電路研究現(xiàn)狀18-22
• 1.2.2.1 定壓檢測18-20
• 1.2.2.2 變流檢測20-21
• 1.2.2.3 恒溫檢測21-22
• 1.2.2.4 使用環(huán)境影響研究現(xiàn)狀22
• 1.3 本文研究內(nèi)容及技術(shù)路線22-24
• 1.3.1 研究內(nèi)容22-23
• 1.3.2 技術(shù)路線23-24
• 2 煤礦井下環(huán)境影響甲烷催化元件化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的分析24-37
• 2.1 概述24
• 2.2 甲烷催化元件的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理24-35
• 2.2.1 元件結(jié)構(gòu)24-28
• 2.2.1.1 載體24-26
• 2.2.1.2 催化劑26-28
• 2.2.2 化學(xué)反應(yīng)機(jī)理28-35
• 2.2.2.1 分級反應(yīng)30-31
• 2.2.2.2 次級反應(yīng)31-34
• 2.2.2.3 鉑表面上的反應(yīng)34-35
• 2.3 煤礦井下環(huán)境對化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的影響35-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 3 煤礦井下環(huán)境影響甲烷催化元件性能的理論分析37-51
• 3.1 概述37
• 3.2 甲烷催化元件的工作原理37-39
• 3.3 甲烷催化元件的熱平衡方程分析39-41
• 3.4 微結(jié)構(gòu)傳熱理論分析41-50
• 3.4.1 熱傳導(dǎo)分析45-46
• 3.4.2 自然對流傳熱分析46-48
• 3.4.3 熱輻射分析48-49
• 3.4.4 微構(gòu)造的熱特性分析49-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 4 甲烷催化元件的使用環(huán)境51-60
• 4.1 概述51
• 4.2 礦井空氣物理學(xué)51-52
• 4.2.1 礦井空氣51
• 4.2.2 空氣的物理性質(zhì)51-52
• 4.3 礦井氣候條件52-57
• 4.3.1 井下空氣溫度53-55
• 4.3.2 井下空氣濕度55-56
• 4.3.3 井巷中的風(fēng)速56-57
• 4.4 礦井壓力57-58
• 4.5 甲烷催化元件的使用環(huán)境58-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 5 礦井氣候環(huán)境模擬60-69
• 5.1 概述60
• 5.2 測試系統(tǒng)的設(shè)計60-65
• 5.2.1 甲烷催化元件專用氣室60-61
• 5.2.2 專用試驗箱體61-62
• 5.2.3 惠斯通電橋電路62
• 5.2.4 數(shù)據(jù)采集集成電路62-64
• 5.2.5 系統(tǒng)軟件64-65
• 5.2.6 其它65
• 5.3 溫度濕度影響試驗裝置65-66
• 5.3.1 主要技術(shù)參數(shù)65
• 5.3.2 工作原理65-66
• 5.4 風(fēng)速影響試驗裝置66-67
• 5.4.1 主要技術(shù)參數(shù)66
• 5.4.2 工作原理66
• 5.4.3 結(jié)構(gòu)簡圖66-67
• 5.5 粉塵影響試驗裝置67-68
• 5.5.1 主要技術(shù)參數(shù)67
• 5.5.2 工作原理67-68
• 5.5.3 結(jié)構(gòu)框圖68
• 5.6 本章小結(jié)68-69
• 6 煤礦井下環(huán)境影響甲烷催化元件性能的規(guī)律分析69-87
• 6.1 概述69
• 6.2 溫度、濕度、風(fēng)速對零點(diǎn)及靈敏度的影響規(guī)律69-75
• 6.2.1 溫度變化的影響規(guī)律69-71
• 6.2.2 濕度變化的影響規(guī)律71-73
• 6.2.3 風(fēng)速變化的影響規(guī)律73-75
• 6.3 粉塵的影響規(guī)律75-77
• 6.4 硫化氫氣體的影響規(guī)律77-78
• 6.5 溫度、濕度、風(fēng)速對基本誤差的影響規(guī)律78-81
• 6.5.1 溫度變化的影響規(guī)律78-79
• 6.5.2 濕度變化的影響規(guī)律79-80
• 6.5.3 風(fēng)速變化的影響規(guī)律80-81
• 6.6 其他兩個問題的探討81-86
• 6.6.1 靈敏度與氣樣流量的關(guān)系81-83
• 6.6.2 靈敏度的波動性83-86
• 6.7 本章小結(jié)86-87
• 7 結(jié)論87-88
• 參考文獻(xiàn)88-93
• 致謝93

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

煤礦井下環(huán)境對甲烷催化元件性能影響的探討    要澤民;

煤塵和濕度對紅外瓦斯傳感器的影響研究    田紅彬;

礦井煤塵和濕度對紅外瓦斯傳感器的影響    石發(fā)強(qiáng);

便攜式甲烷氣體檢測儀    劉飛

礦用甲烷催化傳感器測量系統(tǒng)設(shè)計    曹月

光譜吸收型紅外瓦斯傳感器的研究    劉東旭

催化元件變流檢測礦井瓦斯    劉志存

甲烷催化元件輸出漂移的原因分析與對策    劉建周,徐正新,劉鳳麗

催化元件配對工藝及瓦斯檢測方法優(yōu)化    劉志存,于海珠

補(bǔ)償元件對載體催化元件輸出特性的影響    童敏明

甲烷的催化燃燒 La,Ce和Y離子對高比表面MnO_2的改性作用    王翔,馬軍,段連運(yùn),謝有暢

載體催化元件恒溫檢測甲烷濃度的研究    林彬;

甲烷載體催化元件靈敏度穩(wěn)定性的研究    朱正和,廖德林,李衛(wèi)成,趙新權(quán)

黑黑元件的研究    朱正和

添加劑銅和銀離子對MnO_2催化燃燒CH_4的影響    王翔,段連運(yùn),謝有暢

我國煤礦瓦斯安全監(jiān)控系統(tǒng)綜述    劉明光;陳新軍;

灰色系統(tǒng)基本方法及其在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用    李孜軍

全自動硅片傳送裝置設(shè)計    金紅杰;鐘善理;鄧志濤;

絲光沸石活化溫度的確定及其對離子交換的影響    張雪梅,姚日生,鄧勝松

基于RFID的井下人員跟蹤定位系統(tǒng)研究    王璐,秦汝祥

蜂窩狀微量貴金屬催化劑對幾種典型VOCs的催化氧化性能    唐秋萍;陳澤智;王先鵬;劉鵬;許雪松;劉可卿;

新型智能加速度傳感器的設(shè)計    劉念聰,李宏穆,孫未

基于MSP430的便攜式甲烷氣體濃度檢測儀    吝濤;陳星;林然;王平;

基于PLC的智能監(jiān)控小車的應(yīng)用研究    馮曉君;管一兵;王亮;馮杰;

兩種典型的數(shù)字調(diào)諧系統(tǒng)    羅山鷹,周軍

非等溫旋轉(zhuǎn)曲面溫度場的在線監(jiān)測    陳東生,陳翀,李尚政

AMT撥擋手柄檢測器設(shè)計    李倩;楊福生;

智能視頻橋梁檢測車工作臂超聲探障系統(tǒng)研究    鄒大鵬;吳百海;賴亞勇;龍建軍;

論原地爆破浸出采礦技術(shù)不斷的發(fā)展與應(yīng)用    王之鵬;

Cu-Mn復(fù)合氧化物催化劑的制備和VOCs催化燃燒性能    謝云龍;羅孟飛;楊五六;

負(fù)載型加氫催化劑金屬組分在載體上的分布狀態(tài)    田然;王甫村;孫發(fā)民;朱金玲;呂倩;

AMT撥檔手柄檢測器設(shè)計    李倩;楊福生;

催化無焰燃燒技術(shù)及其應(yīng)用    陳水輝;劉艷春;張全勝;

VCR法鑿巖巷道掘進(jìn)時的問題及相應(yīng)措施    呂艷奎;王臣;

礦井提升系統(tǒng)中活塞風(fēng)速模型研究及應(yīng)用    王從陸;吳超;王衛(wèi)軍;

對錫礦山南礦深部開采時的高溫防治探討    歐洪寧;陳瓊;姜群;

高表面積鈰基復(fù)合氧化物的制備與催化氧化性能研究    李宏峰

含稀土大孔徑Al柱撐粘土的合成及其負(fù)載型催化劑用于VOCs催化氧化性能的研究    左樹鋒

磁性液體微壓差傳感器的理論及實驗研究    郝瑞參

雜多酸微乳液催化氧化油品脫硫的研究    王亮

高溫Pd基密偶催化劑用于汽車?yán)鋯游矚庀难芯?nbsp;   王剛

火山灰瀝青膠漿路用性能的研究    陳志國

輝光放電和射頻放電等離子體制備Pd催化劑及性能研究    李亞男

基于網(wǎng)絡(luò)分析的礦井通風(fēng)系統(tǒng)故障源診斷技術(shù)研究    趙丹

等離子體催化共活化CH_4-CO_2制C_2烴反應(yīng)研究    張秀玲

醇催化胺化反應(yīng)的研究    白國義

綜掘工作面封閉式除塵系統(tǒng)的研究與應(yīng)用    聶文

煤礦架空乘人裝置的系統(tǒng)研究    張傳暉

在線式瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)    陳洋

徐莊煤礦抽風(fēng)機(jī)工作參數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計    王麗玲

智能瓦斯傳感器的研制    滕景忠

電腦橫機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計    朱石林

通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造技術(shù)及其在屯蘭礦的應(yīng)用研究    龐大芳

綜采工作面環(huán)境參數(shù)檢測系統(tǒng)    趙悅

基于Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和聚類算法的顏色識別研究    彭波

便攜式甲烷氣體檢測儀    劉飛

光纖甲烷氣體濃度傳感器及測試系統(tǒng)研究    廖嘉;劉文達(dá);李子琴;

CH_4氣體光纖傳感器的研究    葉險峰,湯偉中

礦井粉塵運(yùn)移規(guī)律性的試驗研究    施春紅;歐盛南;金龍哲;

基于單片機(jī)的紅外遙控軟件解碼及應(yīng)用    邱寄帆

數(shù)字濾波技術(shù)    李妍;

采用熱導(dǎo)傳感器檢測氣體濃度的新方法研究    黃為勇;童敏明;任子暉;

基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的CO監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計    鄭德忠;韓昭明;王聰;王會穎;

高分子功能材料及在傳感器中的應(yīng)用─氣體傳感器(連載二)    盧崇考

甲烷催化元件輸出漂移的原因分析與對策    劉建周,徐正新,劉鳳麗

瓦斯傳感器穩(wěn)態(tài)工作方程與線性補(bǔ)償模擬    劉建周,王永志,馮業(yè)銘,魏賢勇

    國家能源局副局長 吳吟

礦燈用智能瓦斯報警器的研制    周元華

甲烷中紅外檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計及實驗研究    張宇

高性能紅外瓦斯檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計    王昕

紅外甲烷傳感器光學(xué)氣室設(shè)計    楊康;楊緒軍;劉健康;薛明;

基于相關(guān)濾波技術(shù)的紅外SO_2氣體濃度測量系統(tǒng)設(shè)計    姚娜

CH_4氣體光纖傳感器的研究    葉險峰,湯偉中

氧化錫甲烷傳感器的研究    易家保

催化元件變流檢測礦井瓦斯    劉志存

甲烷催化元件輸出漂移的原因分析與對策    劉建周,徐正新,劉鳳麗

雙波長光譜法光纖甲烷傳感器性能的研究    豐明坤;隋成華;

補(bǔ)償元件對載體催化元件輸出特性的影響    童敏明

瓦斯傳感器穩(wěn)態(tài)工作方程與線性補(bǔ)償模擬    劉建周,王永志,馮業(yè)銘,魏賢勇

抗H_2S中毒催化元件    郭宗文,任先武,張洪泉,周真

CeO_2和La_2O_3改性Pd/γ-Al_2O_3甲醇低溫分解催化劑的研究 Ⅰ.CeO_2改性Pd/γ-Al_2O_3催化劑的結(jié)構(gòu)和性能    楊成,任杰,孫予罕

溶膠-凝膠包埋吡啶羧酸鈷及其對甲醇氧化羰化反應(yīng)的催化性能    李亞玲,趙繼全,鄭嚴(yán),葛鳳燕

編輯工作核心在于選擇    王京粵;

試論目錄學(xué)的功能演繹與發(fā)展規(guī)律    付先華;

高校圖書館流通工作規(guī)律試探    孫谷秀;

用SPA同異反系統(tǒng)理論研究知識創(chuàng)新規(guī)律    徐憶琳

論網(wǎng)絡(luò)英語新詞的構(gòu)詞規(guī)律    陳穎

基于和諧論的圖書館工作諧振律    于鳴鏑;

安徽省水土流失的類型、危害與治理    王雍君;

防范考試作弊的無線電監(jiān)測工作探討    張賽男;張玉倩;

校對規(guī)律的研究現(xiàn)狀及思考    程靜華;蘇克玉;寧學(xué)才;王麗霞;

內(nèi)閱開架圖書利用規(guī)律的探討及其對策    郭盈,林青

環(huán)境模擬設(shè)備在人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程研究中的作用    劉慧敏;

湖南湘陰縣城關(guān)地區(qū)雷暴規(guī)律初探    黃立成;姚凌芳;肖平;

遵守規(guī)律是可持續(xù)發(fā)展的必由之路    白鐵珊;

數(shù)學(xué)教師專業(yè)成長的規(guī)律    王建芳;

金華市4月倒春寒發(fā)生規(guī)律及其應(yīng)對措施    舒素芳;

規(guī)律維問題初探    劉曉平;李書杰;石慧;

科學(xué)發(fā)展觀:對經(jīng)濟(jì)社會規(guī)律認(rèn)識的升華    楊承訓(xùn);

商丘市雷暴發(fā)生規(guī)律及災(zāi)情    熊坤;路欣;王海艷;

針灸治療慢性萎縮性胃炎取穴規(guī)律探究    胡幼平;盧松;楊運(yùn)寬;

新中國60年與青年干部成長規(guī)律之我見    李偉;

嚴(yán)自科學(xué) 格在規(guī)律    蘇恩澤

規(guī)律    崖云

電子商務(wù)不能脫離傳統(tǒng)規(guī)律運(yùn)營    

英在地球早期環(huán)境模擬條件下合成類RNA    馮衛(wèi)東　王小龍

電子商務(wù)不能脫離傳統(tǒng)規(guī)律    丁峰

要掌握制勝的規(guī)律    記者 王俊璞 曾志堅

讓水更綠天更藍(lán)    本報記者 趙雪

把握規(guī)律看發(fā)展    易龍

積極探索思想政治工作的規(guī)律    張蔚萍

影響新經(jīng)濟(jì)的規(guī)律    

農(nóng)村民俗體育文化的變遷    涂傳飛

論形態(tài)臟腑演化律    王全年

《老乞大》四種版本詞匯比較研究    夏鳳梅

網(wǎng)絡(luò)德育研究    蔡麗華

我國三熟耕作區(qū)湖南省耕作制度演變規(guī)律、趨勢與對策研究    段紅平

清末民初專科目錄研究    鄭春汛

城市公共空間形態(tài)研究    李文

人力資源國際流動的經(jīng)濟(jì)分析    馮慰榮

混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境模擬試驗技術(shù)及相關(guān)理論研究    李云峰

無望的輪回    李建國

煤礦井下環(huán)境對甲烷催化元件性能影響的探討    曹利波

多變量環(huán)境模擬密封艙控制系統(tǒng)    林海波

世界絲綢業(yè)發(fā)展規(guī)律與我國策略的研究    樓國慶

馬克思主義哲學(xué)中國化進(jìn)程規(guī)律探析    母興旺

我國職業(yè)教育人才培養(yǎng)模式研究    武愛斌

高校目標(biāo)管理的規(guī)律與原則研究    劉桂芬

我國城市群發(fā)展問題研究    羅麗娟

思想政治教育接受約論    胡云峰

改革開放以來大學(xué)生政治觀變化軌跡與規(guī)律的研究    呂莉媛

中國畫臨摹新解    孫紅麗