CN109957434A - 一种抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂及其制备、使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抑制提质褐煤堆储过程中自燃的新型抑制剂的配制和使用方法，抑制剂包括组分A和组分B。组分A包括水及粘合剂、复配抑制组分、抗氧化剂和分散剂，且各组分质量百分比浓度为：粘合剂45%~65%、复配抑制组分7%~11%、抗氧化剂2%~4%、分散剂1%~2%。组分B包括水及促凝剂和发泡剂，且促凝剂和发泡剂的质量百分比浓度分别为3%~5%和3%~8%。使用过程中，组分A和组分B分别用水稀释20~25倍，得到稀释液A和稀释液B。将部分稀释液A均匀喷洒在煤堆的上1/3外表面。将稀释液A和稀释液B按(1~1.8):1体积比快速混合均匀，并打成泡沫均匀涂抹在提质褐煤的下2/3外表面，形成致密的隔氧层。本发明具有配置简单、操作方便、阻隔效果好等优点。

Description

一种抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂及其制备、使用 方法

技术领域

本发明涉及一种抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂及其制备、使用方法，属于煤自燃防治技术领域。

背景技术

我国褐煤资源储量丰富，褐煤成煤时间短，煤化程度低，挥发分较高，热稳定性差，风化 时易爆裂成碎煤，在煤场储存过程中更易因氧化而发生发热、自燃，导致煤质下降。但是褐煤变质程度较低，化学活性强，热稳定性差，暴露在空气中容易破碎氧化，自燃倾向性高，褐煤提质是指褐煤经过加工，改变其成分和结构，成具有近似烟煤性质的提质煤。褐煤提质后，水分降低，煤内部的活性官能团暴露在表面，更易于发生低温氧化反应，同时由于提质褐煤的热值升高，煤堆更易于自燃。

对于煤堆储的防自燃技术主要有预防性灌浆、惰性气体、三相泡沫、阻化剂、均压堵漏、胶体防灭火等。以上的防治自燃的方法各有其特点，其中利用阻化剂防治煤自燃，是当前国内外矿井常用的一种防灭火技术。目前常用的阻化剂主要有卤盐吸水液、铵盐阻化液、高聚物阻化剂、抗氧类阻化剂等。我们所开发出的这种新型抑制剂喷洒后能够在短时间内成胶，进而固化成膜，能够覆盖在煤炭表面并有效阻隔氧气，煤体内部氧气浓度在60天内保持在5%左右，并且与之前的阻化剂相比，我们所开发出的新型抑制剂具有更好的抗剥落性能，可以满足煤炭长时间堆放的要求，能有效预防煤自燃。

发明内容

本发明旨在提供一种抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂及其制备、使用方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂，包括组分A和组分B；所述组分A包括作为溶剂的水以及作为溶质的粘合剂、复配抑制组分、抗氧化剂和分散剂，且所述粘合剂质量百分比浓度为45%~65%、复配抑制组分质量百分比浓度为7%~11%、抗氧化剂质量百分比浓度为2%~4%、分散剂质量百分比浓度为1%~2%；所述粘合剂选用聚乙烯醇；所述组分B包括作为溶剂的水以及作为溶质的促凝剂和发泡剂，且所述促凝剂和发泡剂的质量百分比浓度分别为3%~5%和3%~8%；所述促凝剂选用硼砂。

所述复配抑制组分由钙镁组分和铵组分按照质量比(0.2~3):1复配，所述钙镁组分选用氯化镁、氯化钙、氢氧化镁、氢氧化钙中的任一种或几种混合物，所述铵组分选用磷酸氢二铵和/或低聚磷酸铵。

所述抗氧化剂选用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。

所述散剂选用乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯中的任一种。

所述发泡剂选用十二烷基磺酸钠、α-烯基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠或木质素磺酸钠中的任一种。

一种抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂的制备方法，能够用于制备上述抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂，所述方法包括：

取适量水作为组分A溶剂，并将作为组分A溶剂的水恒温加热到70~95℃；将作为溶质的粘合剂按照质量百分比45%~65%的量加入到组分A溶剂中，回流搅拌30-60 min后静置冷却至室温，再分别按照质量百分比7%~11%、2%~4%和1%~2%加入复配抑制组分、抗氧化剂和分散剂，混合均匀即得到组分A；

取适量水作为组分B溶剂，将促凝剂和发泡剂分别按照质量百分比为3%~5%和3%~8%的量加入组分B溶剂，混合均匀即得到组分B；

所述抑制剂包括所述组分A和所述组分B。

所述粘合剂选用聚乙烯醇；所述促凝剂选用硼砂；所述发泡剂选用十二烷基磺酸钠、α-烯基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠或木质素磺酸钠中的任一种。

所述复配抑制组分由钙镁组分和铵组分按照质量比(0.2~3):1复配，所述钙镁组分选用氯化镁、氯化钙、氢氧化镁、氢氧化钙中的任一种或几种混合物，所述铵组分选用磷酸氢二铵和/或低聚磷酸铵。

所述抗氧化剂选用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯；所述散剂选用乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯中的任一种。

一种抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂的使用方法，所述方法包括：

将提质褐煤堆按上、下高度1:2进行分割标识；

将按照上述制备方法制备得到的抑制剂的组分A和组分B分别用水稀释20~25倍，得到稀释液A和稀释液B；

将部分稀释液A均匀喷洒在提质褐煤堆的上部外表面；

将部分稀释液A和稀释液B按(1~1.8):1体积比快速混合均匀成为混合液，将混合液打成泡沫均匀涂抹在提质褐煤的下部外表面，形成致密的隔氧层。

本发明具有以下优点及有益效果：煤堆下层喷洒的抑制剂组分A与组分B的混合发泡液能够在煤堆表面形成致密的薄膜，从而有效阻隔氧气的进入，抑制煤堆的自燃；煤堆上层喷洒抑制剂组分A与煤中活性官能团反应，抑制煤低温氧化的同时，可以使内部的氧气排出，降低煤堆自燃概率。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式及工作过程作进一步的说明。

本发明提供一种抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂及其使用方法。

一种抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂，包括组分A和组分B。

组分A包括作为溶剂的水以及作为溶质的粘合剂、复配抑制组分、抗氧化剂和分散剂，且粘合剂质量百分比浓度为45%~65%、复配抑制组分质量百分比浓度为7%~11%、抗氧化剂质量百分比浓度为2%~4%、分散剂质量百分比浓度为1%~2%。粘合剂选用聚乙烯醇。复配抑制组分由钙镁组分和铵组分按照质量比(0.2~3):1复配，钙镁组分选用氯化镁、氯化钙、氢氧化镁、氢氧化钙中的任一种或几种混合物，铵组分选用磷酸氢二铵和/或低聚磷酸铵。抗氧化剂选用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。散剂选用乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯中的任一种。

组分B包括作为溶剂的水以及作为溶质的促凝剂和发泡剂，且促凝剂和发泡剂的质量百分比浓度分别为3%~5%和3%~8%。促凝剂选用硼砂。发泡剂选用十二烷基磺酸钠、α-烯基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠或木质素磺酸钠中的任一种。

一种抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂的制备方法，能够用于制备上述抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂，方法包括：

取适量水作为组分A溶剂，并将作为组分A溶剂的水恒温加热到70~95℃；将作为溶质的粘合剂按照质量百分比45%~65%的量加入到组分A溶剂中，回流搅拌30-60 min后静置冷却至室温，再分别按照质量百分比7%~11%、2%~4%和1%~2%加入复配抑制组分、抗氧化剂和分散剂，混合均匀即得到组分A。这个过程中，粘合剂选用聚乙烯醇。复配抑制组分由钙镁组分和铵组分按照质量比(0.2~3):1复配，钙镁组分选用氯化镁、氯化钙、氢氧化镁、氢氧化钙中的任一种或几种混合物，铵组分选用磷酸氢二铵和/或低聚磷酸铵。抗氧化剂选用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。散剂选用乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯中的任一种。

取适量水作为组分B溶剂，将促凝剂和发泡剂分别按照质量百分比为3%~5%和3%~8%的量加入组分B溶剂，混合均匀即得到组分B。这个过程中，促凝剂选用硼砂，发泡剂选用十二烷基磺酸钠、α-烯基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠或木质素磺酸钠中的任一种。

所述抑制剂包括所述组分A和所述组分B。

抑制剂使用过程中，首先将提质褐煤堆按高度上、下比例1:2进行分割标识，即把体重褐煤堆按高度分为上1/3和下2/3，简称上部和下部。

将上述制备方法制备得到的抑制剂的组分A和组分B分别用水稀释20~25倍，得到稀释液A和稀释液B。

按照(65~95):20000的比例将部分稀释液A均匀喷洒在提质褐煤堆的上部外表面。

将部分稀释液A和稀释液B按(1~1.8):1体积比快速混合均匀成为混合液，将混合液打成泡沫均匀涂抹在提质褐煤的下部外表面，形成致密的隔氧层。涂抹厚度通常为1cm。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂，其特征在于，所述抑制剂包括组分A和组分B；所述组分A包括作为溶剂的水以及作为溶质的粘合剂、复配抑制组分、抗氧化剂和分散剂，且所述粘合剂质量百分比浓度为45%~65%、复配抑制组分质量百分比浓度为7%~11%、抗氧化剂质量百分比浓度为2%~4%、分散剂质量百分比浓度为1%~2%；所述粘合剂选用聚乙烯醇；所述组分B包括作为溶剂的水以及作为溶质的促凝剂和发泡剂，且所述促凝剂和发泡剂的质量百分比浓度分别为3%~5%和3%~8%；所述促凝剂选用硼砂。

2.根据权利要求1所述的抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂，其特征在于，所述复配抑制组分由钙镁组分和铵组分按照质量比(0.2~3):1复配，所述钙镁组分选用氯化镁、氯化钙、氢氧化镁、氢氧化钙中的任一种或几种混合物，所述铵组分选用磷酸氢二铵和/或低聚磷酸铵。

3.根据权利要求1所述的抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂，其特征在于，所述抗氧化剂选用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。

4.根据权利要求1所述的抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂，其特征在于，所述散剂选用乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯中的任一种。

5.根据权利要求1所述的抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂，其特征在于，所述发泡剂选用十二烷基磺酸钠、α-烯基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠或木质素磺酸钠中的任一种。

6.一种抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂的制备方法，能够用于制备如权利要求1所述的一种抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂，其特征在于，所述方法包括：

取适量水作为组分A溶剂，并将作为组分A溶剂的水恒温加热到70~95℃；将作为溶质的粘合剂按照质量百分比45%~65%的量加入到组分A溶剂中，回流搅拌30-60 min后静置冷却至室温，再分别按照质量百分比7%~11%、2%~4%和1%~2%加入复配抑制组分、抗氧化剂和分散剂，混合均匀即得到组分A；

取适量水作为组分B溶剂，将促凝剂和发泡剂分别按照质量百分比为3%~5%和3%~8%的量加入组分B溶剂，混合均匀即得到组分B；

所述抑制剂包括所述组分A和所述组分B。

7.根据权利要求6所述的一种抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂的制备方法，其特征在于，所述粘合剂选用聚乙烯醇；所述促凝剂选用硼砂；所述发泡剂选用十二烷基磺酸钠、α-烯基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠或木质素磺酸钠中的任一种。

8.根据权利要求6所述的一种抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂的制备方法，其特征在于，所述复配抑制组分由钙镁组分和铵组分按照质量比(0.2~3):1复配，所述钙镁组分选用氯化镁、氯化钙、氢氧化镁、氢氧化钙中的任一种或几种混合物，所述铵组分选用磷酸氢二铵和/或低聚磷酸铵。

9.根据权利要求6所述的一种抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂的制备方法，其特征在于，所述抗氧化剂选用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯；所述散剂选用乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯中的任一种。

10.一种抑制提质褐煤堆储过程中自燃的抑制剂的使用方法，其特征在于，所述方法包括：

将提质褐煤堆按上、下部分比例1:2进行分割标识；

将按照权利要求6所述方法制备得到的抑制剂的组分A和组分B分别用水稀释20~25倍，得到稀释液A和稀释液B；

将部分稀释液A均匀喷洒在提质褐煤堆的上部外表面；

将部分稀释液A和稀释液B按(1~1.8):1体积比快速混合均匀成为混合液，将混合液打成泡沫均匀涂抹在提质褐煤的下部外表面，形成致密的隔氧层。