專利名稱：一種用于處理煤礦礦井水中硫化氫的藥劑及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤礦安全領(lǐng)域，涉及一種具備處理水中硫化氫的藥劑及其在高硫煤礦礦井水處理中的應(yīng)用，以確保煤礦安全生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
煤礦開采尤其是高含硫煤礦的開采過程中，隨瓦斯突出或礦井水突然涌出產(chǎn)生大量的硫化氫( 氣體，吐5是一種劇毒的可燃氣體，無色，帶有臭雞蛋氣味，其密度是空氣的1. 19倍，極易溶于水形成氫硫酸，其在水中的溶解度是(X)2的2. 7倍，是CH4的93倍多。 硫化氫既是一種刺激性氣體，也是一種窒息性氣體，同時還是一種腐蝕性的氣體。硫化氫濃度在0. 4毫克/立方米時，人能明顯嗅到硫化氫的臭味；70 150毫克/立方米時，吸入數(shù)分鐘即發(fā)生嗅覺疲勞而聞不到臭味，濃度越高嗅覺疲勞越快，越容易使人喪失警惕；超過 760毫克/立方米時，短時間內(nèi)即可發(fā)生肺水腫、支氣管炎、肺炎，可能引起生命危險；超過 1000毫克/立方米，可致人發(fā)生電擊樣死亡。同時，硫化氫的腐蝕性也會危及設(shè)備安全。據(jù)統(tǒng)計，硫化氫中毒的人數(shù)在我國居中毒發(fā)病人數(shù)的第4位，死亡人數(shù)居第2位。隨著采煤過程的進行，含附于煤層中的硫化氫氣體，尤其是高含硫煤層中的硫化氫氣體則會涌出，其涌出形式或是單一的氣體涌出或是溶解在礦井水中隨礦井水一起涌出，涌出后直接進入煤礦井下排水道，當(dāng)隨礦井水涌出時，由于水流的擾動作用導(dǎo)致溶解在水中的硫化氫氣體逸出，由此對煤礦工作人員的人身安全和健康產(chǎn)生了極大地危險，甚至造成人員死亡，我國煤礦每年因硫化氫中毒死亡的案例時有發(fā)生。目前國內(nèi)外學(xué)者對于硫化氫處理技術(shù)的研究主要集中在煙氣脫硫，而對于煤礦礦井水中硫化氫氣體的處理處于空白狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是開發(fā)一種用于處理高硫煤礦礦井水中硫化氫氣體的藥劑，要求該藥劑快速、高效處理水中存在的硫化氫，防止其逸散到空氣中，造成安全隱患。吸附法運行成本低，處理效果好，吸附劑種類眾多，不會造成二次污染。催化氧化法雖然運行成本較高，但具有處理效率高、反應(yīng)速度快的優(yōu)點?？紤]到礦井下無自然光、采煤巷道難以建設(shè)獨立、可移動的水處理基建項目，且需及時快速地對涌出礦井水中硫化氫進行處理，防止其逸散到采煤巷道空間中的要求，因此采用催化氧化法與吸附法相結(jié)合的處理方法，既可快速控制硫化氫的釋放，又可在一段時間內(nèi)抑制水中硫化氫向空氣中逸散。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下
一種用于處理煤礦礦井水中硫化氫的藥劑，由A型和B型兩種藥劑組成，其特征在于A型藥劑為芬頓試劑，B型藥劑為粉煤灰，每處理Im3含硫化氫2g/ nTl40g/m3 的礦井水，A 型藥劑的加入量為 0. 33kg/nTlkg/m3FeS04 · 7H20+0. 33L/nTlL/ Hi3H2O2，B型藥劑的加入量為10kg/nT20 kg/m3。一種用于處理煤礦礦井水中硫化氫的方法，其特征在于使用如權(quán)利要求1所述的藥劑，投加順序為先加入A型藥劑，再加入B型藥劑。使用時，需分別同時計量和調(diào)控兩種藥劑各自加藥量，這兩類藥劑必須科學(xué)搭配才能使它在處理過程中發(fā)揮最佳效用，現(xiàn)場使用時，直接將上述2種藥劑按順序直接加入煤礦井下礦井水排水道即可。所采用的A試劑為催化氧化劑，具有極強的氧化作用，能在短時間內(nèi)將水中硫化氫轉(zhuǎn)化固定，防止其逸散到空氣中；B藥劑具有粒徑小，內(nèi)部空隙比較豐富，比表面積較大的特點，所以具有較強的吸附性能，兩種藥劑的復(fù)合作用即可達到強化處理效果的目的。


圖1為本發(fā)明實施例1復(fù)合藥劑處理水中硫化氫效果與芬頓試劑和粉煤灰單獨處理水中硫化氫效果對比圖。圖2為本發(fā)明實施例2復(fù)合藥劑處理水中硫化氫效果與芬頓試劑和粉煤灰單獨處理水中硫化氫效果對比圖。圖3為本發(fā)明實施例3復(fù)合藥劑處理水中硫化氫效果與芬頓試劑和粉煤灰單獨處理水中硫化氫效果對比圖。
具體實施例方式實施例1
配制硫化氫濃度為^00mg/L的水溶液，按照先加入芬頓試劑(0. 33g/ LFeSO4 ·7Η20+0. 33mL/LH202)，后加入粉煤灰(10g/L)的順序進行投藥，采用160r/min的搖床轉(zhuǎn)速模擬井下礦井水的擾動，試驗可得反應(yīng)經(jīng)過6min達到平衡，測定水中剩余硫化氫濃度為130mg/L，計算出硫化氫去除率達到95%。作為對照，用同種方法配置的硫化氫水溶液，測定其濃度，在其中分別單獨加入芬頓試劑(0. 33g/LFeS04 ·7Η20+0· 33mL/LH202)和粉煤灰(10g/L)，在 160r/min 的搖床轉(zhuǎn)速下進行反應(yīng)，試驗可得芬頓試劑反應(yīng)經(jīng)過6min達到平衡，計算可得硫化氫最大去除率為90% ； 粉煤灰吸附飽和時間為池，計算可得硫化氫最大去除率為92%。結(jié)果如附圖1所示。實施例2 配制硫化氫濃度為10000mg/L的水溶液，按照先加入芬頓試劑(0. 67g/ LFeSO4 · 7H20+0. 67mL/LH202)，后加入粉煤灰(15g/L)的順序進行投藥，采用轉(zhuǎn)速160r/min 的搖床模擬井下礦井水的擾動，試驗可得反應(yīng)經(jīng)過8min達到平衡，測定水中剩余硫化氫濃度為125mg/L，計算出硫化氫去除率達到99%。作為對照，用同種方法配置的硫化氫水溶液，測定其濃度，在其中分別單獨加入芬頓試劑(0. 67g/LFeS04 · 7H20+0. 67mL/LH202)和粉煤灰(15g/L)，在 160r/min 的搖床轉(zhuǎn)速下進行反應(yīng)，試驗可得芬頓試劑反應(yīng)經(jīng)過8min達到平衡，計算可得硫化氫最大去除率為92% ； 粉煤灰吸附飽和時間為池，計算可得硫化氫最大去除率為95%。結(jié)果如附圖2所示。實施例3 復(fù)合藥劑對水中硫化氫處理效果
配制硫化氫濃度為140000mg/L的水溶液，按照先加入芬頓試劑(0. 67g/ LFeSO4 · 7H20+0. 67mL/LH202)，后加入粉煤灰(20g/L)的順序進行投藥，采用轉(zhuǎn)速160r/min的搖床模擬井下礦井水的擾動，試驗可得反應(yīng)經(jīng)過IOmin達到平衡，測定水中剩余硫化氫濃度為136mg/L，計算出硫化氫去除率達到99. 9%。作為對照，用同種方法配置的硫化氫水溶液，測定其濃度，在其中分別單獨加入芬頓試劑(IgAFeSO4 · 7H20+lmL/LH202)和粉煤灰(20g/L)，在160r/min的搖床轉(zhuǎn)速下進行反應(yīng)，試驗可得芬頓試劑反應(yīng)經(jīng)過IOmin達到平衡，計算可得硫化氫最大去除率為93% ；粉煤灰吸附飽和時間為4h，計算可得硫化氫最大去除率為96%。結(jié)果如附圖3所示。
權(quán)利要求
1.一種用于處理煤礦礦井水中硫化氫的藥劑，由A型和B型兩種藥劑組成，其特征在于A型藥劑為芬頓試劑，B型藥劑為粉煤灰，每處理Im3含硫化氫2g/ nTl40g/m3 的礦井水，A 型藥劑的加入量為 0. 33kg/nTlkg/m3FeS04 · 7H20+0. 33L/nTlL/ Hi3H2O2，B型藥劑的加入量為10kg/nT20 kg/m3。
2.一種用于處理煤礦礦井水中硫化氫的方法，其特征在于使用如權(quán)利要求1所述的藥劑，投加順序為先加入A型藥劑，再加入B型藥劑。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于處理高硫煤礦礦井水中硫化氫氣體的復(fù)合藥劑，屬于煤礦安全領(lǐng)域。復(fù)合藥劑由A型和B型兩種藥劑組成，其中A型藥劑為芬頓試劑，B型藥劑為粉煤灰，每處理1m3含硫化氫2g/m3~140g/m3水，A型藥劑的加入量為0.33kg/m3~1kg/m3FeSO4·7H2O+0.33L/m3~1L/m3H2O2，B型藥劑的加入量為10kg/m3~20kg/m3，可以有效控制礦井水中硫化氫氣體的逸出，其逸出濃度達到在國家規(guī)定的安全標準6.6ppm范圍內(nèi)，即將水中硫化氫濃度控制到136.6mg/L以下。本發(fā)明所選藥劑具有綠色環(huán)保、處理成本低的特點，效果明顯，具有簡便、快捷、高效的特點。
文檔編號C02F1/72GK102276049SQ20111021559
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者余玉江, 林海, 王亞楠, 王壽全, 陳月芳, 韋威 申請人:北京科技大學(xué)