CN102464971B

CN102464971B - 一种新型煤炭抑尘阻燃覆盖剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102464971B
Application number: CN 201010537096
Authority: CN
Inventors: 杨静; 王琨; 高建广; 李改平
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2030-11-02
Also published as: CN102464971A

Abstract

本发明公开一种新型煤炭抑尘阻燃覆盖剂及其制备方法，按质量百分比该抑尘阻燃覆盖剂由以下组分组成：成膜剂4％～5％，固化剂10％～12％，成膜助剂2％～3％，渗透剂1％～3％，阻燃剂1％～3％，水74％～82％；该抑尘阻燃覆盖剂的制备方法包括以下步骤：在一定温度下将成膜剂加入水中溶解，控温，并在连续搅拌下依次加入固化剂、成膜助剂、渗透剂与阻燃剂，继续搅拌至反应完全。本发明的新型煤炭抑尘阻燃覆盖剂在常温下喷洒于煤炭表面即可，无需其他设备和条件，在较短时间内即可形成一层柔韧、致密的连续性高分子覆盖膜，避免煤炭在运输和堆放过程中的扬尘和自燃现象，有效减少煤炭经济损失和环境污染，有巨大的经济效益和环境保护的社会效益。

Description

一种新型煤炭抑尘阻燃覆盖剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种新型煤炭抑尘阻燃覆盖剂及其制备方法。

背景技术

煤炭在堆积和运输的过程中，会因氧化作用，使煤的灰分升高，固定炭和热值下降，降低煤的质量。煤炭自燃还会造成大量的煤白白烧掉。如汕头电厂燃烧的烟煤，煤场经常贮有3个月以上的正常用量，因贮煤时间过长而经常发生自燃，有时同时几处发生自燃。阴燃的煤被送到输送和研磨设备，会造成燃烧和爆炸事故。煤自燃既是重大的隐患，也降低了煤的经济价值，同时煤的自燃将放出大量的SO₂、CO₂、NO_x、H₂S和CO等有害气体和大量的烟尘，煤中的有机物在氧化分解过程中还会生成一定量的苯并笓等有毒物质，这些气体将污染大气环境，对人体健康、动植物生长、水体和土壤环境造成不同程度的危害。因此，防止煤自燃具有十分重要的意义。

另外，我国煤炭铁路运输过程中没有任何遮盖措施，以中国神华能源集团公司运煤为例，神华集团公司所产煤炭主要依靠铁路运输，运煤火车运往黄骅港途中需通过100多个隧道，最长的隧道超过10km，鉴于煤炭在铁路运输过程中损耗严重，每年给神华集团公司造成巨大经济损失，特别是运煤火车经过隧道时煤炭粉料在隧道内扬尘、洒落积聚，隧道内的煤尘浓度达到很高程度，严重影响洞内电力信号等设备的安全运行，造成了严重的安全隐患；另一方面，隧道内需要人工清理煤尘，影响运输安全；同时煤炭运输可在铁路沿线造成严重的煤尘污染。运煤列车经过的沿线100m范围内，受煤尘扬起的作用，总悬浮颗粒物(TSP)浓度显著增高，铁路两侧50m处出现的瞬时浓度往往超过大气环境质量三级标准1.50mg/m³，煤炭运输在铁路沿线造成严重的环境污染。

现有技术中，处理煤堆自燃主要用喷灌水的方法。将水直接洒在煤堆表面上，或挖沟浇灌的方法都会使渗入煤堆内的水量不均，而且容易流失，把煤冲走，由于受热压作用，进入自燃部位的水量少，防火效果不好。

为解决煤炭在堆积和运输的过程中的风蚀和水蚀引起的扬尘和煤炭损失问题，现有技术最简单的方法是在煤表面喷水，使煤表面结壳，减少扬尘，但这种方法效果差。为解决这一问题，现有技术公开一系列煤尘扬尘抑制剂。如：

中国发明专利200710158471.5公开的煤粉尘污染抑制剂是由多种化合物组成的水溶性材料，各组分是：以苯丙乳液或乙丙乳液为主要成膜树脂：15％-20％、以聚乙烯醇或聚乙烯醇缩甲醛或聚丙烯酰胺为辅成膜剂：25％-30％、以羟乙基纤维素为增稠剂：1％-2％、以六偏磷酸钠为分散剂：15％-20％、以五氯酚钠为防腐防霉剂：2％-3％、以活性白土为防沉剂：1％-2％、以磷酸三丁酯为消泡剂：2％、以及钛白粉：15％-20％、色浆3％-5％。

中国发明专利200810212291.5公开了一种铁路运输抑尘剂，为克服现有技术成本高、抑尘效果差等问题而发明，其组成为：合成水溶性聚合物2％-7％，改性纤维素类水溶性聚合物0.1％-5％，水85％-95％，硫酸铜0％-2％。其中，上述的合成水溶性聚合物至少由两种水溶性聚合物复配而成。

中国发明专利200910265220.6公开的一种煤炭抑尘剂，由木质素磺酸钠20％-30％、丙烯酸12％-18％、双氧水0.4％-0.6％、氯化钙5％、四硼酸钠0.5％、甲基硅酸钠3％和水42％-59％组成。

现有技术存在的问题是无法同时解决煤炭运输和堆放过程中的自燃和扬尘问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种新型煤炭抑尘阻燃覆盖剂及其制备方法，达到既能有效抑尘，又能防治煤尘自燃的双重效果。

其技术解决方案是：

一种新型煤炭抑尘阻燃覆盖剂，按质量百分比该抑尘阻燃覆盖剂由以下组分组成：

成膜剂 4％～5％

固化剂 10％～12％

成膜助剂 2％～3％

渗透剂 1％～3％

阻燃剂 1％～3％

水 74％～82％

上述成膜剂为聚乙烯醇，固化剂为乙醇，成膜助剂为丙二醇，渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC)。

上述阻燃剂由磷酸二氢铵与季戊四醇组成；其中，各组分的重量比为：磷酸二氢铵∶季戊四醇＝3∶1。

一种新型煤炭抑尘阻燃覆盖剂的制备方法，包括以下步骤：

在一定温度下将成膜剂加入水中溶解，控温，并在连续搅拌下依次加入固化剂、成膜助剂、渗透剂与阻燃剂，继续搅拌至反应完全。

上述成膜剂的溶解温度为70～85℃。

上述控温温度为50～65℃。

本发明的有益技术效果是：

本发明的新型煤炭抑尘阻燃覆盖剂在常温下喷洒于煤炭表面即可，无需其他设备和条件，在较短时间内即可在煤的表面形成一层柔韧、致密的连续性高分子覆盖膜，这种膜具有较强的抗风、抗雨淋的能力，能有效防治煤炭扬尘。同时这种高分子膜具有具有优异的空气阻隔性能，从而阻隔氧气与煤的接触，防止煤自燃。另外覆盖膜中含有阻燃剂，在着火过程中可经以通过成炭作用吸热降低燃烧温度或产生自由基捕捉成份捕捉与火焰中链反应活性物质游离基OH·、O·等作用，使其浓度降低，从而减缓或终止煤燃烧的链式反应，达到阻燃的目的。从而避免了煤炭在运输和堆放过程中的扬尘和自燃现象，有效减少煤炭经济损失和环境污染，有巨大的经济效益和环境保护的社会效益。另外，本发明的新型煤炭抑尘阻燃覆盖剂无毒、无味、成本低廉，生产方便。

具体实施方式

实施例1

称取4g聚乙烯醇溶于30ml蒸馏水中，放置于温度为70℃的水浴锅中加热并搅拌0.5小时以上，待溶液变为无色透明时，将水浴锅的温度调整为50℃，然后在搅拌下依次缓慢滴加10ml乙醇溶液与2ml丙二醇，继续搅拌，并在搅拌下缓慢滴加1ml渗透剂溶液，继续在搅拌下依次缓慢加入磷酸二氢铵0.75g和季戊四醇0.25g，搅拌0.5小时后，于100ml容量瓶中定容，即可制得新型煤炭抑尘阻燃覆盖剂。

实施例2

称取4.5g聚乙烯醇溶于35ml蒸馏水中，放置于温度为70℃的水浴锅中加热并搅拌0.5小时以上，待溶液变为无色透明时，将水浴锅的温度调整为50℃，然后在搅拌下依次缓慢滴加11ml乙醇溶液与2.5ml丙二醇，继续搅拌，并在搅拌下缓慢滴加2ml渗透剂溶液，继续在搅拌下依次缓慢加入磷酸二氢铵1.5g和季戊四醇0.5g，搅拌0.5小时后，于100ml容量瓶中定容，即可制得新型煤炭抑尘阻燃覆盖剂。

实施例3

称取5g聚乙烯醇溶于40ml蒸馏水中，放置于温度为70℃的水浴锅中加热并搅拌0.5小时以上，待溶液变为无色透明时，将水浴锅的温度调整为50℃，然后在搅拌下依次缓慢滴加12ml乙醇溶液与3ml丙二醇，继续搅拌，并在搅拌下缓慢滴加3ml渗透剂溶液，继续在搅拌下依次缓慢加入磷酸二氢铵2.25g和季戊四醇0.75g，搅拌0.5小时后，于100ml容量瓶中定容，即可制得新型煤炭抑尘阻燃覆盖剂。

Claims

1.一种新型煤炭抑尘阻燃覆盖剂，按质量百分比该抑尘阻燃覆盖剂由以下组分组成：

所述成膜剂为聚乙烯醇；

所述固化剂为乙醇；

所述阻燃剂由磷酸二氢铵与季戊四醇组成；其中，各组分的重量比为：磷酸二氢铵∶季戊四醇＝3∶1；

所述成膜助剂为丙二醇。

2.根据权利要求1所述的一种新型煤炭抑尘阻燃覆盖剂，其特征在于：所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚JFC。

3.制备权利要求1所述的煤炭抑尘阻燃覆盖剂的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：在一定温度下将成膜剂加入水中溶解，控温，并在连续搅拌下依次加入固化剂、成膜助剂、渗透剂与阻燃剂，继续搅拌至反应完全。

4.根据权利要求3所述的制备煤炭抑尘阻燃覆盖剂的方法，其特征在于：所述成膜剂的溶解温度为70～85℃。

5.根据权利要求3所述的制备煤炭抑尘阻燃覆盖剂的方法，其特征在于：所述控温温度为50～65℃。