CN103242931A - 一种抑尘剂及其制备方法与抑尘方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种抑尘剂及其制备方法。所述抑尘剂的制备方法，包括以下步骤：将腐植酸钠与水混合，得到混合溶液；将混合溶液与酸性溶液混合，得到抑尘剂。本发明还提供了一种抑尘方法，将本发明制备的抑尘剂与提质煤混合。抑尘剂中的胶状腐植酸将提质煤中的细小粉尘团聚在一起，减少了提质煤中的细粉量，增大了细粉的粒径，从而达到抑尘的效果；同时抑尘剂为液体状态，能够增加煤炭的含水量，也具有一定的抑尘作用。

Description

一种抑尘剂及其制备方法与抑尘方法

技术领域

本发明涉及环境污染治理技术领域，尤其涉及一种抑尘剂及其制备方法与抑尘方法。

背景技术

提质煤是由高含水率的褐煤等经过干燥、干馏等加工手段去除其中水分、挥发分得到的优质煤。在加工过程中褐煤与设备、褐煤与褐煤之间的挤压、碰撞会产生细粉，所述细粉在去除大部分水分之后，密度降低，成为弥漫在空气中的飘尘，这些飘尘对环境污染与人体健康造成较大影响，同时也阻碍了提质煤的运输和储存。因此需要抑尘剂来防止提质煤飘尘的产生。

目前抑尘剂大部分采用高分子材料，如：聚乙烯醇、高分子聚丙烯胺等。但是高分子材料抑尘剂在煤炭的最终燃烧环节若充分燃烧比煤炭燃烧需要更多的氧，因此在与煤炭统一燃烧的情况下，高分子材料并不能得到充分的燃烧，由此会带来锅炉的老化，造成二次污染，也会影响煤炭本身的燃烧特性，同时高分子材料抑尘剂的成本较高。

提质煤是由褐煤等低级煤制造的，褐煤中存在的腐植酸是天然分子物，腐植酸的基本结构是芳环和脂环，环上连有羟基、羧基、羰基与甲氧基等多种官能团。腐植酸与金属离子有交换、吸附、络合、螯合等作用；在分散体系中作为聚电解质，有凝聚、胶溶、分散等作用。由于腐植酸具有上述特性，且其来源广泛、成本低，使得腐植酸成为了很好的天然抑尘剂。由此，本发明提供了一种抑尘剂以及其制备方法。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种抑尘剂及其制备方法，本发明的抑尘剂对提质煤的抑尘效果较好且成本较低。

有鉴于此，本发明提供了一种抑尘剂的制备方法，包括以下步骤：

将腐植酸钠与水混合，得到混合溶液；

将所述混合溶液与酸性溶液混合，得到抑尘剂。

优选的，所述腐植酸钠与水的质量比为1：（1～20）。

优选的，所述腐植酸钠由腐植酸与氢氧化钠反应得到。

优选的，所述腐植酸钠由褐煤与氢氧化钠反应得到。

优选的，所述酸性溶液为盐酸或硫酸。

优选的，得到抑尘剂的步骤具体为：

在混合溶液中滴加酸性溶液，调节pH至中性，得到抑尘剂。

本发明还提供了一种上述方案所制备的抑尘剂。

本发明还提供了一种抑尘方法，包括：将抑尘剂与提质煤混合；所述抑尘剂的制备方法为：

将腐植酸钠与水混合，得到混合溶液；

将混合溶液与酸性溶液混合，得到抑尘剂。

优选的，所述抑尘剂与提质煤的质量比为1：（1～100）。

优选的，所述抑尘剂与提质煤的质量比为1：（10～90）。

本发明提供了一种抑尘剂的制备方法，首先将腐植酸钠与水混合，形成腐植酸钠的水溶液，然后将其与酸性溶液混合，将腐植酸再生出来形成腐植酸的水溶胶体。本发明还提供了一种抑尘方法，将抑尘剂与提质煤混合；抑尘剂中的有效成分腐植酸的活性官能团与煤粉进行吸附和络合，将细小易扬尘的煤粉粘合，团聚成为较大的不易扬尘的颗粒，减少了提质煤中的细粉含量，增大了细小颗粒的粒径，从而实现了提质煤的抑尘；另一方面，抑尘剂中的有效成分腐植酸来源于褐煤，在提质煤的最后燃烧过程中，抑尘剂的燃烧过程与煤炭相同，不会带来二次污染，且抑尘剂的有效成分能在提质煤生产过程中大量获得，从而使抑尘剂的成本较低。另外，由于抑尘剂的加入，使得原本离散的细粉与飘尘皆团聚为较大颗粒，有效增加了提质煤的堆比重，添加抑尘剂的提质煤在运输过程中，在相同货厢容积的情况下，较未添加抑尘剂的提质煤比重增加，装载质量变大，从而降低提质煤在运输过程中的亏吨现象和路损，增加提质煤企业的效益。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

申请人发现：数量较多的细粉与粒径较大的颗粒是导致煤炭扬尘的主要原因，因此降低提质煤中的细粉率与增大细粉的粒径是解决煤炭扬尘的有效手段。另一方面，煤尘的含水量不仅是影响起尘风速的重要因素，而且还是减少粉尘产生量的关键因素之一。而煤的内水分含量对抑制煤炭起尘作用很小，甚至不起作用；外水分含量在抑制煤炭起尘中起到关键作用，对煤的起尘作用较大。当含水量和表面洒水量增加到一定程度后，煤尘起尘量减小；当煤的外在水分超过某一值时，煤粒之间的粘结程度急剧增加而不产生煤尘，则该外在水分是防止煤尘飞扬的最低水分。所以增加煤尘水分含量，可大幅度降低煤堆产尘量。因此，液态的抑尘剂在加入煤炭后，能够增加煤炭的含水量，也具有较好的抑尘作用。

由此，本发明实施例公开了一种抑尘剂的制备方法，包括以下步骤：

将腐植酸钠与水混合，得到混合溶液；

将所述混合溶液与酸性溶液混合，得到抑尘剂。

按照本发明，所述腐植酸钠可以直接由市场购得，也可以由腐植酸与氢氧化钠反应得到，具体为：

将腐植酸与水混合，搅拌均匀后加热并加入氢氧化钠，然后升温至90～100℃保温100～140min，得到腐植酸钠。

上述腐植酸本身不溶于水，因此需要将其先钠化，使其变成可溶于水的钠盐腐植酸钠。本领域技术人员熟知的，所述腐植酸来源于褐煤，因此所述腐植酸钠也可由褐煤与氢氧化钠反应得到，具体为：

将褐煤与水混合，搅拌均匀后加热并加入氢氧化钠，然后升温至90～100℃保温100～140min，得到腐植酸钠。

所述腐植酸钠与水的质量比优选为1：（1～20），更优选为1：（5～15），最优选为1:8.33。

所述腐植酸钠溶于水，形成水溶液后再与酸性溶液混合，在水溶液中将腐植酸再生出来形成腐植酸的水溶胶体，从而得到抑尘剂。本发明所制备的抑尘剂为液体状态。为了使腐植酸钠中的腐植酸再生出来，本发明在腐植酸钠的水溶液中滴加酸性溶液，直至pH为中性。所述酸性溶液优选为盐酸或硫酸。

本发明还公开了由上述方案制备的抑尘剂。将本发明的抑尘剂应用于提质煤的抑尘，所述抑尘方法为：将所述抑尘剂与提质煤混合。抑尘剂中的胶状腐植酸将提质煤中的细小粉尘团聚在一起，减少提质煤中的细粉量，增大细粉的粒径，从而达到抑尘的效果；同时抑尘剂为液体状态，能够增加煤炭的含水量，也具有一定的抑尘作用。

根据不同原煤提质得到的提质煤的特性，所述抑尘剂与提质煤的质量比是不同的。抑尘剂过多增加提质煤的成本，同时降低提质煤热值，抑尘剂过少则抑尘效果不理想。按照本发明，所述抑尘剂与提质煤的质量比优选为1：（1～100）。优选为1：（10～90）。

本发明提供的抑尘剂为腐植酸的水溶胶体，上述胶体与原煤搅拌后，其中的有效成分腐植酸的活性官能团与煤粉进行吸附和络合，将细小易扬尘的煤粉粘合，团聚为粒径较大的不扬尘颗粒，减少了提质煤中细粉含量，从根本上实现了抑尘的目的；腐植酸与褐煤中的金属离子相互作用形成絮状沉淀的凝胶体，是细煤粉的粘接剂，能提高煤炭有机-无机复合度，增加了大粒径水稳性团聚体，降低了煤粉扬尘的可能性；其次，抑尘剂中的腐植酸在煤炭中呈胶质形态，具有很强的吸水、蓄水功能。普通粘土颗粒吸水率为50%～60%，而腐植酸类物质的吸水率可达500%～600%，因此本发明所述抑尘剂有利于保水，混入的水分干燥得缓慢，使得抑尘效果时间延长；另一方面，由于腐植酸不溶于水，添加了抑尘剂的煤炭，即使经过雨淋、浸泡，有效成分腐植酸亦不会大量流失，从另一方面保证了抑尘效果的持续性。

本发明提供了一种抑尘剂的制备方法，首先将腐植酸钠与水混合，形成腐植酸钠的水溶液，然后将其与酸性溶液混合，将腐植酸再生出来形成腐植酸的水溶胶体。本发明还提供了一种抑尘方法，将本发明制备的抑尘剂与提质煤混合；抑尘剂中的有效成分腐植酸的活性官能团与煤粉进行吸附和络合，将细小易扬尘的煤粉粘合，团聚成为较大的不易扬尘的颗粒，减少了提质煤中的细粉含量，增大了细小颗粒的粒径，从而实现了提质煤的抑尘；另一方面，抑尘剂中的主要成分来源于煤炭，在提质煤的最后燃烧过程中，抑尘剂的燃烧过程与煤炭相同，不会带来二次污染，且抑尘剂的主要成分能在提质煤生产过程中大量获得，从而抑尘剂的成本较低。另外，由于抑尘剂的加入，使得原本离散的细粉与飘尘皆团聚为较大颗粒，有效增加了提质煤的堆比重，添加抑尘剂的提质煤在运输过程中，在相同货厢容积的情况下，较未添加抑尘剂的提质煤比重增加，装载质量变大，从而降低提质煤在运输过程中的亏吨现象和路损，增加提质煤企业的效益。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的抑尘剂的制备方法以及抑尘剂的抑尘方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

将54t水和6.48t腐植酸钠，配制为腐植酸钠溶液；

向上述腐植酸钠溶液中加入浓度为98wt%的硫酸至其pH值为中性，得到抑尘剂。

实施例2

称取540kg水和64.8kg腐植酸（此为腐植酸干重，腐植酸含水重量为89.8kg，其中含水量为27.84wt%），氢氧化钠8kg；

将上述腐植酸和水放入反应釜，搅拌均匀，得到混合溶液，将混合溶液加热并慢慢加入8kg氢氧化钠；

待反应釜温度升至95℃时保温120min后停止加热，然后缓慢滴加浓度为36wt%的盐酸至其pH值为中性，得到抑尘剂。

实施例3

称取600kg水和150kg褐煤（褐煤中腐植酸含量约为40wt%），氢氧化钠10kg，93wt%硫酸10kg；

将上述褐煤和水放入反应釜，搅拌均匀，得到褐煤的混合溶液；将所述混合溶液加热并慢慢加入氢氧化钠10kg；

待反应釜温度升至95℃时保温120min后停止加热；然后缓慢滴加浓度为98wt%的硫酸至其pH值为中性，滴加过程中尽量控制少起烟，得到抑尘剂。

实施例4

将实施例1制备的抑尘剂加入到热值为5200kacl/kg的内蒙提质煤中，抑尘剂的加入量分别为提质煤的2wt%与4wt%，搅拌均匀后，将煤样在离地面5m处使其落下，观察扬尘情况，结果如表1所示。

表1实施例4的扬尘试验结果表

从试验现象可以看出加入抑尘剂2wt%和4wt%之后内蒙提质煤扬尘现象都有所改善，抑尘剂用量为2wt%的煤样从5m高度落下时也只有少量扬尘，扬尘情况与正常烟煤的扬尘基本一致。

实施例5

将实施例2制备的抑尘剂加入到热值为6000kacl/kg的印尼提质煤中（粉尘量占60wt%），抑尘剂的加入量分别为提质煤的3wt%、6wt%，搅拌均匀后，将煤样在离地面5m处使其落下，观察扬尘情况，结果如表2所示。

表2实施例5的扬尘试验结果表

从试验现象可以看出加入抑尘剂6wt%之后印尼提质煤基本无扬尘，而抑尘剂用量为3wt%的煤样从5m高度落下时也只有少量扬尘。

实施例6

将实施例3制备的抑尘剂加入到热值为5500kacl/kg的内蒙提质煤中，抑尘剂的加入量分别为提质煤的5wt%、10wt%，搅拌均匀后，将煤样在离地面5m处使其落下，观察扬尘情况，试验结果如表3所示。

表3实施例6的扬尘试验结果表

从试验现象可以看出加入抑尘剂10wt%之后内蒙提质煤只有轻微扬尘，而抑尘剂用量为5wt%的煤样从5m高度落下时也只有少量扬尘。

按照上述方法制备的抑尘剂以及将制备的抑尘剂用于提质煤的抑尘，试验结果表明，扬尘现象得以抑制，现场环境得到改善。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种抑尘剂的制备方法，包括以下步骤：

将腐植酸钠与水混合，得到混合溶液；

将所述混合溶液与酸性溶液混合，得到抑尘剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述腐植酸钠与水的质量比为1：（1～20）。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述腐植酸钠由腐植酸与氢氧化钠反应得到。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述腐植酸钠由褐煤与氢氧化钠反应得到。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸性溶液为盐酸或硫酸。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，得到抑尘剂的步骤具体为：

在混合溶液中滴加酸性溶液，调节pH至中性，得到抑尘剂。

7.权利要求1～6任一项所述的制备方法所制备的抑尘剂。

8.一种抑尘方法，包括：将抑尘剂与提质煤混合；所述抑尘剂的制备方法为：

将腐植酸钠与水混合，得到混合溶液；

将混合溶液与酸性溶液混合，得到抑尘剂。

9.根据权利要求8所述的抑尘方法，其特征在于，所述抑尘剂与提质煤的质量比为1：（1～100）。

10.根据权利要求8所述的抑尘方法，其特征在于，所述抑尘剂与提质煤的质量比为1：（10～90）。