CN104531074A

CN104531074A - 一种复合型泡沫除尘剂

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Publication number: CN104531074A
Application number: CN201510019059.XA
Authority: CN
Inventors: 程卫民; 马有营; 周刚; 聂文; 陈连军; 于海明; 马骁; 于岩斌; 崔向飞; 薛娇; 王昊; 张磊
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2015-01-15
Filing date: 2015-01-15
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2035-01-15
Also published as: CN104531074B

Abstract

本发明公开了一种复合型泡沫除尘剂，按照重量百分比其包括以下组分：0.2％～0.3％的月桂酰胺丙基氧化胺、0.3％～0.5％的α-烯基磺酸钠、0.01％～0.03％的十二烷基硫酸钠、0.03％～0.05％的十二烷基苯磺酸钠、0.3％～0.4％的全氟辛基季胺碘化物、0.02～0.04％的椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、0.01％～0.02％的十二烷基二羟乙基氧化胺、0.01％～0.03％的硅树脂聚醚乳液、0.02％～0.03％的脂肪酸聚氧乙烯酯与0.1％～0.2％的季戊四醇油酸酯，余量为水。该泡沫除尘剂中由于加入了季戊四醇油酸酯做缓蚀剂，对机电设备的腐蚀性大大降低，有效改善高浓度粉尘作业场所的作业环境。

Description

一种复合型泡沫除尘剂

技术领域

本发明涉及一种用于煤矿的除尘剂，尤其涉及一种复合型泡沫除尘剂。

背景技术

近年来，随着机械化程度的提高，很多行业都陆续进入了高产量、高节奏的时期，随着产量的提高和生产节奏的加快，国内很多行业(如：金矿、煤矿、采石厂、金属制品加工业、木材加工业等)都面临着高浓度粉尘影响工人身心健康和安全生产的难题。据实测，煤矿综采工作面的粉尘浓度可达2500mg/m³-3000mg/m³，而综放工作面粉尘情况则比一般的综采工作面更为严重，采煤机割煤、移架和放煤平行作业时，有些煤矿的瞬时原始总粉尘浓度甚至高达8000mg/m³-10000mg/m³。另外，在不采用任何防尘措施情况下，煤矿综掘工作面的粉尘浓度可达到2000mg/m³-3000mg/m³，有些综掘工作面甚至高达6000mg/m³左右，高浓度粉尘对工人的健康和井下设备的使用年限都造成了严重的威胁。而地铁和采石厂等行业在建设或生产过程中由于爆破、装载机施工、挖掘机施工等原因也会产生大量粉尘，高浓度粉尘问题危害严重。

目前，为了改善高粉尘浓度作业场所的作业环境，减少粉尘对工人及设备的危害，避免发生粉尘爆炸事故，国内外主要采取喷雾降尘、除尘器除尘、通风除尘和化学抑尘等措施，但这些措施都只能在一定程度上降低粉尘浓度，效果均不够理想，高浓度粉尘问题依然严重。泡沫除尘是一种新兴的除尘措施，该技术利用泡沫将作业场所的尘源覆盖，防止尘源产生的粉尘向外扩散，同时利用泡沫自身对粉尘的润湿性能将粉尘捕捉沉降，该技术针对性强、效果显著。但目前采用的泡沫除尘剂发泡倍数低、润湿性差，尤其是在应用的过程中容易对机电设备产生腐蚀，增加了除尘成本以及日常维护机电设备的成本。

由此可见，现有技术有待于更进一步的改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提供的一种复合型泡沫除尘剂，以提高除尘剂发泡倍数高与润湿性，提高除尘效率，消除使用除尘剂过程中对机电设备的腐蚀。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：

一种复合型泡沫除尘剂，其中，按照重量百分比其包括以下组分：

所述的复合型泡沫除尘剂，其中，按照重量百分比其包括以下组分：

本发明提供的一种复合型泡沫除尘剂，将月桂酰胺丙基氧化胺、α-烯基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、全氟辛基季胺碘化物、椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、十二烷基二羟乙基氧化胺、硅树脂聚醚乳液、脂肪酸聚氧乙烯酯、季戊四醇油酸酯与水按照一定的比例充分混合形成泡沫除尘剂溶液，然后将泡沫除尘剂溶液经过液体添加泵添加到泡沫发生器中形成泡沫，将泡沫输送到尘源附近由泡沫喷头喷出将尘源覆盖，从而使尘源产生的粉尘被捕捉沉降，最终保证作业场所的环境良好；月桂酰胺丙基氧化胺、α-烯基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠是泡沫除尘剂的发泡剂，随着发泡剂溶液中空气的进入，发泡剂分子会自动收缩体积，将空气包裹在球形内部，形成亲水基朝向水，疏水基朝向空气的球形，形成泡沫；由于泡沫密度小于水的密度，生成的泡沬不断的往液面方向上升，当刚露出水面的泡沫与空气接触时，在液面两侧吸附的发泡剂就形成双分子膜，此时形成的泡沫具有良好的稳定性，随着泡沫的不断产生，堆积在液体表面就形成了大量的泡沫；全氟辛基季胺碘化物、椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱和十二烷基二羟乙基氧化胺为泡沫除尘剂的润湿剂，其分子由亲水基和疏水基构成，溶于水后在水的表面形成亲水基向内、疏水基向外(即朝向空气)的混合吸附分子层，添加了该润湿剂的泡沫除尘剂生成的泡沫与煤尘接触时，率先接触煤尘的将是吸附于水表面层的润湿剂分子的疏水基团(又称为亲油基)，疏水基由较长的有机碳链构成，其与煤尘表面分子特性相近，比水分子更容易产生吸附，从而提高了泡沫的捕尘效率；硅树脂聚醚乳液是泡沫除尘剂的稳泡剂，硅树脂聚醚乳液分子能够控制气泡液膜的结构稳定性，使表面活性剂分子在气泡的液膜有秩序的分布，赋予泡沫良好的弹性和自修复能力，从而保证发泡剂产生的泡沫不至于在短时间内破碎，从而提高泡沫的利用率；脂肪酸聚氧乙烯酯是泡沫除尘剂的增溶剂，其作用主要是增加硅树脂聚醚乳液以及季戊四醇油酸酯在水中的溶解度，从而提高泡沫除尘剂溶液中稳泡剂和缓蚀剂的含量；季戊四醇油酸酯是泡沫除尘剂的缓蚀剂，其分子可以有效的覆盖在机电设备表面，从而使机电设备表面的电化学反应大大削弱，从而达到保护机电设备不被腐蚀，所以，本发明具有发泡倍数高、润湿性好、泡沫稳定性强以及对机电设备腐蚀性极弱等优点。

具体实施方式

本发明提供了一种复合型泡沫除尘剂，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种复合型泡沫除尘剂，其中，按照重量百分比其包括以下组分：0.2％～0.3％的月桂酰胺丙基氧化胺、0.3％～0.5％的α-烯基磺酸钠、0.01％～0.03％的十二烷基硫酸钠、0.03％～0.05％的十二烷基苯磺酸钠、0.3％～0.4％的全氟辛基季胺碘化物、0.02～0.04％的椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、0.01％～0.02％的十二烷基二羟乙基氧化胺、0.01％～0.03％的硅树脂聚醚乳液、0.02％～0.03％的脂肪酸聚氧乙烯酯与0.1％～0.2％的季戊四醇油酸酯，余量为水。该泡沫除尘剂发泡倍数在60～200倍之间，通过DSA100动态接触角测量仪测得该泡沫除尘剂对多种粉尘的接触角均在3°以下，对粉尘的润湿性强，将该泡沫除尘剂产生的泡沫放入烧杯中，在无任何外力干扰的情况下测得该泡沫的半衰期为1小时，稳定性强，该泡沫除尘剂中由于加入了季戊四醇油酸酯作为泡沫除尘剂的缓蚀剂，对机电设备的腐蚀性大大降低，能有效改善高浓度粉尘作业场所的作业环境。

更优选的可以采用如下比例关系，0.2％的月桂酰胺丙基氧化胺、0.4％的α-烯基磺酸钠、0.03％的十二烷基硫酸钠、0.03％的十二烷基苯磺酸钠、0.3％的全氟辛基季胺碘化物、0.02％的椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、0.01％的十二烷基二羟乙基氧化胺、0.02％的硅树脂聚醚乳液、0.02％的脂肪酸聚氧乙烯酯与0.1％的季戊四醇油酸酯、98.87％的水。或者0.3％的月桂酰胺丙基氧化胺、0.4％的α-烯基磺酸钠、0.02％的十二烷基硫酸钠、0.04％的十二烷基苯磺酸钠、0.4％的全氟辛基季胺碘化物、0.04％的椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、0.02％的十二烷基二羟乙基氧化胺、0.01％的硅树脂聚醚乳液、0.03％的脂肪酸聚氧乙烯酯与0.2％的季戊四醇油酸酯、98.54％的水。又或者0.3％的月桂酰胺丙基氧化胺、0.3％的α-烯基磺酸钠、0.01％的十二烷基硫酸钠、0.03％的十二烷基苯磺酸钠、0.4％的全氟辛基季胺碘化物、0.03％的椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、0.01％的十二烷基二羟乙基氧化胺、0.02％的硅树脂聚醚乳液、0.03％的脂肪酸聚氧乙烯酯与0.2％的季戊四醇油酸酯、98.67％的水。又或者0.2％的月桂酰胺丙基氧化胺、0.4％的α-烯基磺酸钠、0.02％的十二烷基硫酸钠、0.05％的十二烷基苯磺酸钠、0.3％的全氟辛基季胺碘化物、0.03％的椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、0.02％的十二烷基二羟乙基氧化胺、0.01％的硅树脂聚醚乳液、0.02％的脂肪酸聚氧乙烯酯与0.2％的季戊四醇油酸酯、98.75％的水。

当然在上述各个组份百分含量的范围内还可以变换出多种组合，由于篇幅所限，在此不再一一列举。

为了更进一步的描述本发明，以下列举更为详尽的实施例进行说明(以某煤矿综掘工作面为例)。

实施例1

取2kg的月桂酰胺丙基氧化胺、4kg的α-烯基磺酸钠、0.3kg的十二烷基硫酸钠、0.3kg的十二烷基苯磺酸钠、3kg的全氟辛基季胺碘化物、0.2kg的椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、0.1kg的十二烷基二羟乙基氧化胺、0.2kg的硅树脂聚醚乳液、0.2kg的脂肪酸聚氧乙烯酯与1kg的季戊四醇油酸酯加入988.7kg的水中充分混合并稍作加热使其完全溶解，最终配置成1000kg用于湿式除尘的泡沫除尘剂。在该泡沫除尘剂中，月桂酰胺丙基氧化胺所占的比例为0.2％、α-烯基磺酸钠所占的比例为0.4％，十二烷基硫酸钠所占的比例为0.03％，十二烷基苯磺酸钠所占的比例为0.03％，全氟辛基季胺碘化物所占的比例为0.3％，椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱所占的比例为0.02％，十二烷基二羟乙基氧化胺所占的比例为0.01％，硅树脂聚醚乳液所占的比例为0.02％，脂肪酸聚氧乙烯酯所占的比例为0.02％，季戊四醇油酸酯所占的比例为0.1％，水所占的比例为98.87％。将制备好的泡沫除尘剂加入泡沫发生器中，将产生的泡沫输送到掘进机截割头附近将截割头覆盖，防止截割头产生的粉尘向外扩散并使其沉降，该配方的全尘降尘率可达到95.36％，呼尘降尘率可达到85.74％。具体现场粉尘浓度测定结果如下表1所示：

表1某综掘工作面使用泡沫除尘剂前后粉尘浓度测定结果

实施例2

取3kg的月桂酰胺丙基氧化胺、4kg的α-烯基磺酸钠、0.2kg的十二烷基硫酸钠、0.4kg的十二烷基苯磺酸钠、4kg的全氟辛基季胺碘化物、0.4kg的椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、0.2kg的十二烷基二羟乙基氧化胺、0.1kg的硅树脂聚醚乳液、0.3kg的脂肪酸聚氧乙烯酯与2kg的季戊四醇油酸酯加入985.4kg的水中充分混合并稍作加热使其完全溶解，最终配置成1000kg用于湿式除尘的泡沫除尘剂。在该泡沫除尘剂中，月桂酰胺丙基氧化胺所占的比例为0.3％、α-烯基磺酸钠所占的比例为0.4％，十二烷基硫酸钠所占的比例为0.02％，十二烷基苯磺酸钠所占的比例为0.04％，全氟辛基季胺碘化物所占的比例为0.4％，椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱所占的比例为0.04％，十二烷基二羟乙基氧化胺所占的比例为0.02％，硅树脂聚醚乳液所占的比例为0.01％，脂肪酸聚氧乙烯酯所占的比例为0.03％，季戊四醇油酸酯所占的比例为0.2％，水所占的比例为98.54％。将制备好的泡沫除尘剂加入泡沫发生器中，将产生的泡沫输送到掘进机截割头附近将截割头覆盖，防止截割头产生的粉尘向外扩散并使其沉降，该配方的全尘降尘率可达到96.37％，呼尘降尘率可达到87.62％。具体现场粉尘浓度测定结果如下表2所示：

表2某综掘工作面使用泡沫除尘剂前后粉尘浓度测定结果

实施例3

取3kg的月桂酰胺丙基氧化胺、3kg的α-烯基磺酸钠、0.1kg的十二烷基硫酸钠、0.3kg的十二烷基苯磺酸钠、4kg的全氟辛基季胺碘化物、0.3kg的椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、0.1kg的十二烷基二羟乙基氧化胺、0.2kg的硅树脂聚醚乳液、0.3kg的脂肪酸聚氧乙烯酯与2kg的季戊四醇油酸酯加入986.7kg的水中充分混合并稍作加热使其完全溶解，最终配置成1000kg用于湿式除尘的泡沫除尘剂。在该泡沫除尘剂中，月桂酰胺丙基氧化胺所占的比例为0.3％、α-烯基磺酸钠所占的比例为0.3％，十二烷基硫酸钠所占的比例为0.01％，十二烷基苯磺酸钠所占的比例为0.03％，全氟辛基季胺碘化物所占的比例为0.4％，椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱所占的比例为0.03％，十二烷基二羟乙基氧化胺所占的比例为0.01％，硅树脂聚醚乳液所占的比例为0.02％，脂肪酸聚氧乙烯酯所占的比例为0.03％，季戊四醇油酸酯所占的比例为0.2％，水所占的比例为98.67％。将制备好的泡沫除尘剂加入泡沫发生器中，将产生的泡沫输送到掘进机截割头附近将截割头覆盖，防止截割头产生的粉尘向外扩散并使其沉降，该配方的全尘降尘率可达到96.25％，呼尘降尘率可达到86.39％。具体现场粉尘浓度测定结果如下表3所示：

表3某综掘工作面使用泡沫除尘剂前后粉尘浓度测定结果

实施例4

取2kg的月桂酰胺丙基氧化胺、4kg的α-烯基磺酸钠、0.2kg的十二烷基硫酸钠、0.5kg的十二烷基苯磺酸钠、3kg的全氟辛基季胺碘化物、0.3kg的椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、0.2kg的十二烷基二羟乙基氧化胺、0.1kg的硅树脂聚醚乳液、0.2kg的脂肪酸聚氧乙烯酯与2kg的季戊四醇油酸酯加入987.5kg的水中充分混合并稍作加热使其完全溶解，最终配置成1000kg用于湿式除尘的泡沫除尘剂。在该泡沫除尘剂中，月桂酰胺丙基氧化胺所占的比例为0.2％、α-烯基磺酸钠所占的比例为0.4％，十二烷基硫酸钠所占的比例为0.02％，十二烷基苯磺酸钠所占的比例为0.05％，全氟辛基季胺碘化物所占的比例为0.3％，椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱所占的比例为0.03％，十二烷基二羟乙基氧化胺所占的比例为0.02％，硅树脂聚醚乳液所占的比例为0.01％，脂肪酸聚氧乙烯酯所占的比例为0.02％，季戊四醇油酸酯所占的比例为0.2％，水所占的比例为98.75％。将制备好的泡沫除尘剂加入泡沫发生器中，将产生的泡沫输送到掘进机截割头附近将截割头覆盖，防止截割头产生的粉尘向外扩散并使其沉降，该配方的全尘降尘率可达到95.83％，呼尘降尘率可达到85.56％。具体现场粉尘浓度测定结果如下表4所示：

表4某综掘工作面使用泡沫除尘剂前后粉尘浓度测定结果

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims

1.一种复合型泡沫除尘剂，其特征在于，按照重量百分比其包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的复合型泡沫除尘剂，其特征在于，按照重量百分比其包括以下组分：

3.根据权利要求1所述的复合型泡沫除尘剂，其特征在于，按照重量百分比其包括以下组分：

4.根据权利要求1所述的复合型泡沫除尘剂，其特征在于，按照重量百分比其包括以下组分：

5.根据权利要求1所述的复合型泡沫除尘剂，其特征在于，按照重量百分比其包括以下组分：