CN104119981B - 一种采用有机复合阻燃剂防止煤堆自燃的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用有机复合阻燃剂防止煤堆自燃的方法。本发明的阻燃剂组分和重量配比为：87.5—91.5份粒径小于3mm的烟煤煤粉，5‑‑7.5份原油，2‑3份辅料，将原料在常温常压下混合搅拌形成均匀的浆体。浆体在煤堆表面成壳后，即能明显降低煤堆内部温度，防止煤堆自燃；又可以防止煤堆风损雨损，减少储煤损失和环境污染。本发明方法能耗少，操作简单，不对锅炉运行工况产生不良影响，配方成本相对较低，适用于堆高低于4米以下的小型煤堆推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种防止煤堆自燃的方法，具体涉及一种采用有机复合阻燃剂防止煤堆自燃的方法。
背景技术
近年来，我国燃煤电厂燃用低阶煤的量呈快速增加的趋势。这些高挥发分原煤的大量使用，导致电厂煤堆自燃问题常见而突出。自燃不仅造成煤炭热值下降，并且自燃使煤炭灰分增加，碳和氢含量降低，抗破碎强度下降，煤自燃不仅会给电厂造成巨大的经济损失，而且也严重污染着周围的环境。因此防止煤炭自燃成为电厂必须解决的问题。
煤炭自燃是指处于特定环境条件下的煤吸附氧、氧化自热、热量集聚自燃而形成的一种复杂的物理化学变化过程。煤与氧的接触反应导致表观活性增强，着火点温度降低。煤的自燃过程是煤的氧化和空气对流换热的综合过程。如果煤氧化产生的热量大于其对流散失到环境的热量，将导致煤堆温度的升高，加快煤的氧化反应，放出更多的热量，引起煤的自燃。因此，通过阻燃剂控制由煤堆边界进入煤体内部的氧量，将煤堆与环境中的空气隔离，减弱其内部的氧化反应，使得引起煤堆发生自燃现象的低温氧化反应不能持续进行，从而煤堆的温升速率减慢，达到延迟自然着火的目的。
目前，煤堆隔氧阻燃方法主要有胺盐类阻化剂、高聚物乳液阻化剂、水灰浆覆盖法、煤粉覆盖法等等。胺盐类阻化剂会释放刺激性气体和惰性气体，不利于煤管人员安全以及会带来环保方面问题；使用高聚物乳液阻化剂必须慎重考虑其高温抗氧化性能，它在低温下可以形成固相膜层并具有隔氧作用，但在高温下高聚物氧化放热，不仅失去作用，而且加速了煤的自燃，且这种阻化剂成本稍贵，遇到雨季雨水冲刷，壳层也易破裂，影响阻燃效果；水灰浆覆盖法有一定的经济性，但在煤堆用于炉膛燃烧时由于水灰浆的不可燃性，降低了燃料的燃烧热值；煤粉覆盖法由于煤粉有一定的孔隙率，存在隔绝空气效果相对较差，使用煤粉用量较大，工作强度较高等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种采用有机复合阻燃剂防止煤堆自燃的方法，本发明的方法安全、环保，可用于高温和风雨天气条件下阻燃，阻燃剂组成材料绝大部分为锅炉燃料，不对锅炉运行工况产生不良影响，且成本低廉方便施工适于推广。
解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种有机复合阻燃剂防止煤堆自燃的方法，其特征是：所述的阻燃剂的组份和重量配比为：煤粉87.5—91.5原油5--7.5电厂锅炉炉渣2-3；
所述的方法包括以下步骤：
将所述有机复合阻燃剂原料在常温常压下混合搅拌形成均匀的浆体，然后在煤堆上铺盖，铺盖的厚度为5-10mm。
所述的原油在50℃条件下的运动粘度小于1863.0mm2/s；在20℃条件下的密度小于990.3kg/m3；所述的煤粉为粒度小于3mm的烟煤。
本发明适用于煤堆高度低于4米以下的小型煤堆人工铺盖。
本发明开发一种以煤为主原料辅以少量原油混合形成阻燃剂，通过煤堆表面覆盖将煤堆与环境空气隔离，以减弱其内部的氧化反应，达到延迟自燃着火的目的。一方面，煤本身高分子官能团能与原油高分子官能团可发生色散力、偶极作用、π-π相互作用及氢键等相互作用；煤粒微孔具有毛细管作用，能够吸收原油，有利于增强与原油的结合能力，而原油能屏蔽煤粉表面电荷，消除煤粉间的排斥力，煤油混合可形成较硬外壳阻止氧气进入煤堆，从而延缓或停止煤堆的低温氧化反应；另一方面，阻燃剂与煤粉的导热系数相近，能散发煤堆内部热量，降低煤堆内部温度，两方面作用可使煤堆延缓自燃。
本发明优点和积极效果是：
(1)在煤堆涂盖阻燃剂5-10mm，成壳后，能保证煤堆140天不自燃；
(2)与未覆盖煤堆相比，阻燃剂能明显降低煤堆内部温度，最高达30℃；
(3)阻燃剂由于在煤堆表面形成较硬外壳，还能防止煤堆风损雨损，减少储煤损失以及防止环境污染；
(4)电厂锅炉炉渣是一种以硅铝氧化物为主的非晶形中空球体，比表面积大，既能增强阻燃剂强度，又能明显改善阻燃剂研磨性能。
(5)本配方所选原油能使组分原料在常温下配制，降低了施工难度。
(6)阻燃剂组成材料为锅炉燃料或其燃烧产物，成本较低，不对锅炉运行工况产生不良影响，适用于煤堆高度低于4米以下的小型煤堆人工铺盖。
具体实施方式
本发明的采用有机复合型阻燃剂防止煤堆自燃的方法实施例一，包括以下步骤：
将后面所述阻燃剂原料在常温常压下混合搅拌形成均匀的浆体，然后在煤堆上涂盖，覆盖的厚度为5-10mm，本发明适用于煤堆高度低于4米以下的小型煤堆。
所述的阻燃剂的组份和重量配比为：粒度小于3mm的烟煤煤粉87.5；原油5；电厂锅炉炉渣2；其中原油在50℃条件下的运动粘度小于1863.0mm2/s；在20℃条件下的密度小于990.3kg/m3。
实施例二，方法步骤同实施例一，只阻燃剂的组份和重量配比为：粒度小于3mm的煤粉91.5；原油7.5；炉渣3。
实施例二，方法步骤同实施例一，只阻燃剂的组份和重量配比为：粒度小于3mm的煤粉89.5；原油6.25；炉渣2.5。
实施例三，方法步骤同实施例一，只阻燃剂的组份和重量配比为：粒度小于3mm的煤粉87.5；原油7.5；炉渣3。
实施例四，方法步骤同实施例一，只阻燃剂的组份和重量配比为：粒度小于3mm的煤粉91.5；原油5；炉渣2。
对比实施例：首先用破碎机将煤块粉碎，过筛，得到粒度小于3mm粉煤，称取7963kg样品，加入679kg原油，181kg炉渣，常压下搅拌混合成均匀浆体。在相邻的两个相同尺寸、堆积形状相同的煤堆上进行对比试验。将煤堆一堆采取阻燃措施，另外一堆不盖阻燃剂作为参比。试验煤种为易燃印尼煤，实验煤堆底部40m×40m，平均高度为3.0m.采用埋设在煤堆中的多点温度传感器和孔隙含氧量传感器，连续监测露天堆积的煤堆中的温度和氧气浓度。经过145天试验，未覆盖阻燃剂煤堆发生起火自燃，覆盖阻燃剂煤堆没有发生自燃；覆盖阻燃剂煤堆内部温度明显低于未覆盖阻燃剂煤堆对应温度，最大相差30℃.期间经过台风大雨考验，壳体保持完好。
本发明是采用导热系数与煤相近的有机复合型阻燃剂覆盖在煤堆表面，抑制空气进入煤堆内部，减缓煤的低温氧化反应速率，达到抑制煤堆自燃的目的。
Claims (1)
1.一种采用有机复合阻燃剂防止煤堆自燃的方法，其特征是：所述的阻燃剂的组份和重量配比为：煤粉 87.5—91.5 原油 5--7.5 电厂锅炉炉渣 2-3；
所述的方法包括以下步骤：
将所述有机复合阻燃剂原料在常温常压下混合搅拌形成均匀的浆体，然后在煤堆上铺盖，铺盖的厚度为5-10mm；
所述的原油在50℃条件下的运动粘度小于1863.0mm2/s；在20℃条件下的密度小于990.3kg/m3 ；所述的煤粉为粒度小于3mm的烟煤。
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| CN201410317020.1A CN104119981B (zh) | 2014-07-03 | 2014-07-03 | 一种采用有机复合阻燃剂防止煤堆自燃的方法 |
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