CN113262606A - 一种煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂，由如下重量百分含量的组分组成：0.1％～3.6％的CO吸收剂，2.6％～22％的CO吸收剂增溶剂，1％～42％的CO生成抑制剂，0.1％～0.5％的除氧剂、0.05％～0.5％的稳定剂和31.4％～71％的水。本发明另外还提供了该煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂的制备方法。本发明可以抑制煤矿井下采空区、巷道、煤仓等存在破碎煤体区域的CO气体产生，并可吸收上述区域已生成的CO气体，可以降低煤矿内因火灾对井下作业人员身心健康的危害，也可阻化煤层的自然发火过程，预防内因火灾的发生。同时，制备工艺简单，成本低廉，有较大的市场需求，可实现大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于煤矿内因火灾防治技术领域，具体涉及一种煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂及其制备方法。
背景技术
我国《煤矿安全规程》规定，煤矿井下作业区域内CO浓度不得高于24ppm，但再开采低变质煤层时，由于低变质煤煤化程度低，煤自燃倾向性高，化学活性高，其接触空气中的氧气后，即可生成一定浓度的CO气体，使得大多数开采低变质煤种的煤矿井下采煤工作面回风隅角CO浓度超过了规定24ppm的情形常有发生，最大时甚至可能高达几百ppm。
CO的大量存在干扰了煤矿煤自然发火预测预报的准确性，高浓度的CO气体严重威胁作业区域人员的身心健康安全，人在CO浓度为200ppm的环境内工作2～3小时，前头部就会轻微的头痛；超过400ppm1～2小时，前头痛、呕吐；2.5～3.5小时，有后头痛；超过1600ppm，2小时内人就会死亡。另外大量CO存在将改变井下多元复合气体的爆炸界限，原有经验准则可靠性降低，增大了井下气体的爆炸危险性。现有技术中还没有相关的技术来解决上述问题，可以及时控制减少煤矿内因火灾事故，保护井下作业人员生命健康安全。
发明内容
本发明的目的是为了解决低变质煤种开采过程中CO浓度超限，影响对内因火灾火情判断、危害作业人员身心健康和改变井下爆炸气体极限的问题，而提供一种煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂及其制备方法，抑制并吸收煤层氧化生成CO。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
一种煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂，由如下重量百分含量的组分组成：0.1％～3.6％的CO吸收剂，2.6％～22％的CO吸收剂增溶剂，1％～42％的CO生成抑制剂，0.1％～0.5％的除氧剂、0.05％～0.5％的稳定剂和31.4％～71％的水。
进一步地，所述CO吸收剂为氯化亚铜、溴化亚铜中的一种或两种。
进一步地，所述CO吸收剂增溶剂为氯化铵、硫代硫酸钠、酒石酸、柠檬酸的中一种或两种以上混合物。
进一步地，所述CO生成抑制剂为尿素、氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾中的一种或两种以上混合物。
进一步地，所述除氧剂为丙酮肟和碳酰肼中的一种。
进一步地，所述除氧剂为丙酮肟。
进一步地，所述稳定剂为羟丙基甲基纤维素、硅溶胶、海藻酸钠中的一种或两种以上混合物。
本发明所述的一种煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述配比准备各原料；
(2)在水中加入除氧剂，静置反应2h；
(3)取步骤(2)中的一半水，加入CO吸收剂增溶剂，待CO吸收剂增溶剂完成溶解后，将剩余的未加CO吸收剂增溶剂的另一半水与加入CO吸收剂增溶剂的水进行混合，静置至溶液温度恢复至室温；
(4)向步骤(3)混合后的水中加入CO生成抑制剂，待完全溶解后，静置30min；
(5)将CO吸收剂加入步骤(4)制成的混合液中，不得搅拌，静置，待其全部溶解；
(6)向步骤(5)制成的溶液内加入稳定剂，避光封闭静置7～12h，即可得到煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供的一种煤矿用的一氧化碳复合抑制吸收剂，可以抑制煤矿井下采空区、巷道、煤仓等存在破碎煤体区域的CO气体产生，并可吸收上述区域已生成的CO气体(CO气体浓度<100ppm)，本发明通过CO吸收剂和CO生成抑制剂共同作用可以降低煤炭温度、抑制煤产生CO过程中的含氧官能团产量、减少煤产生CO的含氧官能团数量、吸收已生成的CO气体。本发明可以降低煤矿内因火灾对井下作业人员身心健康的危害，也可阻化煤层的自然发火过程，预防内因火灾的发生。同时提供的一种煤矿用的一氧化碳复合抑制吸收剂的制备方法，制备工艺简单，成本低廉，有较大的市场需求，可实现大规模工业化生产。
具体实施方式
以下结合具体实施方式的内容对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂，由如下重量百分含量的组分组成：3.5％的CO吸收剂，17.54％的CO吸收剂增溶剂，8.7％的CO生成抑制剂，0.14％的除氧剂、0.42％的稳定剂和69.7％的水组成。
所述CO吸收剂全部为氯化亚铜。
所述CO吸收剂增溶剂为氯化铵、酒石酸、柠檬酸的混合物，三者重量比为48:1:1。
所述CO生成抑制剂全部为尿素。
所述除氧剂为丙酮肟。
所述稳定剂为羟丙基甲基纤维素。
一种煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述配比准备各原料；
(2)在水中加入除氧剂，静置反应2h；
(3)取步骤(2)中的一半水，加入CO吸收剂增溶剂，待CO吸收剂增溶剂完成溶解后，将剩余的未加CO吸收剂增溶剂的另一半水与加入CO吸收剂增溶剂的水进行混合，以加快溶液温度回复速度，静置至溶液温度恢复至室温；
(4)向步骤(3)混合后的水中加入CO生成抑制剂，待完全溶解后，静置30min；CO生成抑制剂可吸收并抑制煤分子中生成CO的自由基，减少煤氧化生成的CO量，并可起到促进CO吸收剂溶解的作用。
(5)将CO吸收剂加入步骤(4)制成的混合液中，不得搅拌，静置，待其全部溶解；此步骤加入的CO吸收剂可以增加溶液对CO的常温吸收作用。
(6)向步骤(5)制成的溶液内加入稳定剂，避光封闭静置7～12h，即可得到煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂。该步骤加入的稳定剂可以降低溶液内的CO吸收剂、抑制剂的失效速度，杜绝见光分解。
上述所有步骤，除步骤(1)、步骤(2)外均不得搅拌，以杜绝增加溶液中的氧气。
本实施例所述的一氧化碳复合抑制吸收剂，通过喷洒吸收的方法，能够治理开采低变质煤种工作面回风隅角CO浓度不超过100ppm的情况，具体性能见下表。
| 序号 | 项目 | 要求 | 实测 |
| 1 | PH值 | 6.0-8.3 | 符合要求 |
| 2 | CO生成抑制率 | ≥40％ | 符合要求 |
| 3 | CO吸收量 | 16～76ppm | 符合要求 |
| 4 | 抑制时长 | ≥200min | 符合要求 |
实施例2：
一种煤矿用的一氧化碳复合抑制吸收剂的组成配比：
CO吸收剂100kg；
CO吸收剂增溶剂499.3kg；
CO生成抑制剂210kg；
除氧剂4kg；
稳定剂2kg；
水2000kg。
所述CO吸收剂为氯化亚铜。
所述CO吸收剂增溶剂为氯化铵；
所述CO生成抑制剂为尿素和氯化钙的混合物，其中尿素为200kg，氯化钙为10kg。
所述除氧剂为丙酮肟；
所述稳定剂为羟丙基甲基纤维素；
一种煤矿用的一氧化碳复合抑制吸收剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述组分配比准备水2000kg，除氧剂(丙酮肟)4kg，CO吸收剂(氯化亚铜)100kg，CO吸收剂增溶剂(氯化铵)500kg，CO生成抑制剂(尿素200kg、氯化钙10kg)，稳定剂(羟丙基甲基纤维素)2kg；
(2)在水中加入除氧剂(丙酮肟)，静置反应2h；
(3)取步骤(2)中一半水，加入CO吸收剂增溶剂(氯化铵)，待CO吸收剂增溶剂完成溶解后，将未加CO吸收剂增溶剂的水与加入CO吸收剂增溶剂的水进行混合，静置至溶液温度恢复至室温；
(4)向混合后的水中加入CO生成抑制剂(尿素、氯化钙)，待完全溶解后，静置30min；
(5)将CO吸收剂(氯化亚铜)加入步骤(4)制成的混合液中，不得搅拌，静置，待其全部溶解；
(6)向步骤(5)制成的溶液内加入稳定剂(羟丙基甲基纤维素)，避光封闭静置7～12h，即可得到煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂。
上述所有步骤，除步骤(1)、步骤(2)外均不得搅拌，以杜绝增加溶液中的氧气。
本实施例所述的一氧化碳复合抑制吸收剂，通过喷洒吸收的方法，能够治理开采低变质煤种工作面回风隅角CO浓度不超过100ppm的情况，具体性能见下表。
| 序号 | 项目 | 要求 | 实测 |
| 1 | PH值 | 6.0-8.3 | 7.1 |
| 2 | CO生成抑制率 | ≥40％ | 51％ |
| 3 | CO吸收量 | ≥76ppm | 90ppm |
| 4 | 抑制时长 | ≥200min | ≥230min |
实施例3：
一种煤矿用的一氧化碳复合抑制吸收剂的组成配比：
CO吸收剂50kg；
CO吸收剂增溶剂250kg；
CO生成抑制剂803kg；
除氧剂4kg；
稳定剂1.55kg；
水2000kg。
所述CO吸收剂为氯化亚铜。
所述CO吸收剂增溶剂为氯化铵和柠檬酸的混合物；
所述CO生成抑制剂为尿素、氯化钙、氯化钠和氯化镁的混合物，其中尿素600kg、氯化钙50kg、氯化钠50kg、氯化镁100kg。
所述除氧剂为丙酮肟；
所述稳定剂为羟丙基甲基纤维素。
一种煤矿用的一氧化碳复合抑制吸收剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)准备水2000kg，除氧剂(丙酮肟)4kg，CO吸收剂(氯化亚铜)50kg，CO吸收剂增溶剂(氯化铵240kg、柠檬酸10kg)，CO生成抑制剂(尿素600kg、氯化钙50kg、氯化钠50kg、氯化镁100kg)，稳定剂(羟丙基甲基纤维素)2kg；
(2)在水中加入除氧剂，静置反应2h；
(3)取步骤(2)中一半水，加入CO吸收剂增溶剂，待CO吸收剂增溶剂完成溶解后，将未加CO吸收剂增溶剂的水与加入CO吸收剂增溶剂的水进行混合，静置至溶液温度恢复至室温；
(4)向混合后的水中加入CO生成抑制剂，待完全溶解后，静置30min；
(5)将CO吸收剂加入步骤(4)制成的混合液中，不得搅拌，静置，待其全部溶解；
(6)向步骤(5)制成的溶液内加入稳定剂，避光封闭静置7～12h，即可得到煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂。
上述所有步骤，除步骤(1)、步骤(2)外均不得搅拌，以杜绝增加溶液中的氧气。
本实施例所述的一氧化碳复合抑制吸收剂，通过喷洒吸收的方法，能够治理开采低变质煤种工作面回风隅角CO浓度不超过40ppm的情况具体性能见下表。
| 序号 | 项目 | 要求 | 实测 |
| 1 | PH值 | 6.0-8.3 | 6.5 |
| 2 | CO生成抑制率 | ≥40％ | 43％ |
| 3 | CO吸收量 | ≥16ppm | 42ppm |
| 4 | 抑制时长 | ≥200min | ≥220min |
实施例4：
与实施例1的不同之处在于：
一种煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂，由如下重量百分含量的组分组成：0.1％的CO吸收剂，22％的CO吸收剂增溶剂，42％的CO生成抑制剂，0.1％的除氧剂、0.05％的稳定剂和35.75％的水。
所述CO吸收剂为溴化亚铜。
所述CO吸收剂增溶剂为酒石酸。
所述CO生成抑制剂为氯化钾。
所述除氧剂为碳酰肼。
所述稳定剂为硅溶胶。
制备方法同实施例1。
本实施例所述的一氧化碳复合抑制吸收剂，通过喷洒吸收的方法，能够治理开采低变质煤种工作面回风隅角CO浓度不超过100ppm的情况，具体性能见下表。
| 序号 | 项目 | 要求 | 实测 |
| 1 | PH值 | 6.0-8.3 | 符合要求 |
| 2 | CO生成抑制率 | ≥40％ | 符合要求 |
| 3 | CO吸收量 | 16～76ppm | 符合要求 |
| 4 | 抑制时长 | ≥200min | 符合要求 |
实施例5：
与实施例1的不同之处在于：
一种煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂，由如下重量百分含量的组分组成：2.5％的CO吸收剂，2.6％的CO吸收剂增溶剂，23％的CO生成抑制剂，0.5％的除氧剂、0.4％的稳定剂和71％的水。
所述CO吸收剂为溴化亚铜。
所述CO吸收剂增溶剂为硫代硫酸钠。
所述CO生成抑制剂为氯化钠。
所述除氧剂为丙酮肟。
所述稳定剂为海藻酸钠。
制备方法同实施例1。
本实施例所述的一氧化碳复合抑制吸收剂，通过喷洒吸收的方法，能够治理开采低变质煤种工作面回风隅角CO浓度不超过100ppm的情况，具体性能见下表。
本发明的实施例2和实施例3的一氧化碳复合抑制吸收剂对治理开采低变质煤种工作面回风隅角CO的效果优于其它实施例。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂，其特征在于，由如下重量百分含量的组分组成：0.1％～3.6％的CO吸收剂，2.6％～22％的CO吸收剂增溶剂，1％～42％的CO生成抑制剂，0.1％～0.5％的除氧剂、0.05％～0.5％的稳定剂和31.4％～71％的水。
2.如权利要求1所述的一种煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂，其特征在于，所述CO吸收剂为氯化亚铜、溴化亚铜中的一种或两种。
3.如权利要求1所述的一种煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂，其特征在于，所述CO吸收剂增溶剂为氯化铵、硫代硫酸钠、酒石酸、柠檬酸的中一种或两种以上混合物。
4.如权利要求1所述的一种煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂，其特征在于，所述CO生成抑制剂为尿素、氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾中的一种或两种以上混合物。
5.如权利要求1所述的一种煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂，其特征在于，所述除氧剂为丙酮肟和碳酰肼中的一种。
6.如权利要求1所述的一种煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂，其特征在于，所述除氧剂为丙酮肟。
7.如权利要求1所述的一种煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂，其特征在于，所述稳定剂为羟丙基甲基纤维素、硅溶胶、海藻酸钠中的一种或两种以上混合物。
8.如权利要求1～7所述的任意一种煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述配比准备各原料；
(2)在水中加入除氧剂，静置反应2h；
(3)取步骤(2)中的一半水，加入CO吸收剂增溶剂，待CO吸收剂增溶剂完成溶解后，将剩余的未加CO吸收剂增溶剂的另一半水与加入CO吸收剂增溶剂的水进行混合，静置至溶液温度恢复至室温；
(4)向步骤(3)混合后的水中加入CO生成抑制剂，待完全溶解后，静置30min；
(5)将CO吸收剂加入步骤(4)制成的混合液中，不得搅拌，静置，待其全部溶解；
(6)向步骤(5)制成的溶液内加入稳定剂，避光封闭静置7～12h，即可得到煤矿用一氧化碳复合抑制吸收剂。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2021-03-17 CN CN202110286684.6A patent/CN113262606A/zh active Pending
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