柴大林 丁喜波 于洋

摘 要：甲烷检测对于煤矿安全生产具有重要意义。针对矿井下存在着大量H2S气体导致催化传感器中毒失去检测能力问题，根据催化传感器的中毒机理，分析出催化剂失活是导致传感器中毒的主因，据此给出了控制传感器的工作温度进行清毒处理的甲烷检测方法，实现了有效清毒处理又不伤害敏感元件。实验结果表明检测仪的误差不超过±10%，稳定性和误差符合行业标准，具有广阔的应用前景。

关键词：抗中毒；甲烷；催化燃烧；矿井

DOI：10.15938/j.jhust.2018.03.003

中图分类号： TP271.5

文献标志码： A

文章编号： 1007-2683（2018）03-0016-05

The Methane Concentration Detector with Anti-poisoning Function

CHAI Da-lin， DING Xi-bo， YU Yang

（Higher Educational Key Laboratory for Measuring & Control Technology and Instrumentation

of Heilongjiang Province， Harbin University of Science and Technology， Harbin 150080， China）

Abstract：Methane detection for coal mine production safety is of great significance， because large amount of H2S gas underground could cause catalytic sensor poisoned and lost its detection ability. According to the poisoning mechanism，this paper concluded that the catalyst deactivation was the main factor of sensor poisoning. Based on which，a methane detection method for controlling the working temperature of the sensor was presented， which can effectively disinfect the sensor without harming the sensitive components. The experimental results show that the detector's error does not exceed±10%. Its stability and error were under the requirements of the industry standard and the method proposed in this paper have broad application prospects.

Keywords：anti-poisoning； methane； catalytic combustion； mine

0 引 言

目前，由于礦井下的环境愈加复杂，存在着大量H2S气体，会使甲烷浓度检测仪中的催化传感器失活，进而造成巨大的测量误差[1-4]。但是含硫气体会导致催化剂的催化活性降低，使催化传感器提前失效，削弱了催化剂在催化燃烧反应中的重要作用，而到目前为止还未找出既拥有较高的催化活性，又具有较好的抗中毒性能以及恢复性高的催化剂[5-8]。因此本文提出了一种新型的抗中毒甲烷浓度检测仪，经试验达到了甲烷检测的要求。

1 理论分析

1.1 抗中毒甲烷测量的原理

硫是煤矿井下常见的有毒物质，煤矿井下含有不同形态的硫化物，大致可以分为两种即无机硫和有机硫，其中含量较多的是H2S。而催化元件硫中毒主要有3个方面：①含硫的有毒物质先于待测气体吸附在催化剂的活性表面上，使催化剂无法对甲烷分子吸附并进行催化作用，而使得催化元件失活[9-12]。……