KR20230026867A - Spontaneous combustion inhibitor of coal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 석탄의 자연발화 방지제에 관한 것으로서, 예를 들어 옥내저탄장 등의 석탄에 적용되어, 적어도 질식, 냉각 및 코팅 작용 등에 의해 석탄의 자연발화를 효과적으로 방지(억제)할 수 있고, 인체 무해 및 친환경적인 특성 등을 가지는 석탄의 자연발화 방지제에 관한 것이다. The present invention relates to an agent for preventing spontaneous combustion of coal, and is applied to coal, for example, in an indoor coal mine, and can effectively prevent (suppress) spontaneous combustion of coal by at least suffocation, cooling and coating action, harmless to the human body and It relates to an agent for preventing spontaneous combustion of coal having environmentally friendly characteristics.
석탄은 저렴한 가격, 매장량 및 공급 안정성 등의 장점이 있어, 화력발전소 등에서 많이 사용되고 있다. 특히, 낮은 등급의 저탄(low rank coal)은 경제성 등의 이유로 사용이 증가되고 있다. 일반적으로, 산업용 석탄은 해외에서 수입되거나 광산에서 채굴된 후, 옥외나 옥내저탄장에 쌓아 보관되고 있으며, 최근에는 주로 옥내저탄장에 보관되고 있다. Coal has advantages such as low price, reserves and supply stability, and is widely used in thermal power plants. In particular, the use of low rank coal is increasing for reasons such as economy. In general, after industrial coal is imported from overseas or mined in a mine, it is piled up and stored outdoors or in an indoor coal storage, and recently it is mainly stored in an indoor coal storage.
석탄의 효율적인 보관을 위해, 통상적으로 옥내저탄장은 넓은 공간의 셀들이 나누어지고 다수의 석탄 파일(Coal Pile)들이 만들어지고 있다. 석탄 파일의 한쪽은 계속하여 사용되지만, 반대 측은 대부분의 경우 즉시 사용되지 않고 장기간 파일 상태로 유지되고 있다. 이때, 장기간 파일 상태로 유지되고 있는 부분에서는 석탄 파일 내부로 순환되는 공기의 산화작용에 의해 발열이 야기되고, 온도가 누적되어 석탄의 자연발화가 발생한다. For the efficient storage of coal, indoor stockyards are usually divided into cells with a large space and a large number of coal piles are created. One side of the coal pile continues to be used, but the opposite side is in most cases not immediately used and remains piled for a long period of time. At this time, in the part maintained in the pile state for a long time, heat is caused by the oxidation of the air circulating inside the coal pile, and the temperature is accumulated, resulting in spontaneous ignition of the coal.
석탄의 자연발화는 석탄의 탄화도에 의하거나, 석탄에 함유된 휘발분, 수분, 황화철(FeS) 및 불순물 등에 의한 산화와 산소 흡수량 등 여러 요인이 복합되어 발생된다. 특히, 석탄에 함유된 유황이 산소와 화합되어 SO2가 되고, 다시 수분과 반응할 경우 약 800℃ 정도까지의 발열 현상을 수반하는 것으로 알려져 있다. Spontaneous ignition of coal is caused by a combination of various factors, such as the degree of carbonization of coal, oxidation by volatile matter, moisture, iron sulfide (FeS) and impurities contained in coal, and the amount of oxygen absorbed. In particular, it is known that when sulfur contained in coal is combined with oxygen to form SO 2 , and reacts with moisture again, an exothermic phenomenon of up to about 800° C. is accompanied.
일반적으로, 석탄 중심부의 온도가 40 ~ 50℃에 이르면 경계온도, 80 ~ 100℃를 위험온도, 200 ~ 300℃를 착화 온도로 본다. 또한, 석탄 더미에서 발생된 가스 중에 CO 및 C2H4가 함유되어 있으면 발화의 징후로 보고 있다. 특히, 석탄 더미에서 발생된 가스 중에 CO가 0.001wt% 이상 검출되면 자연발화가 일어날 가능성이 높고, CO가 0.002wt% 이상 검출되거나 석유 냄새가 나면 자연발화가 진행 중인 것으로 보고 있다. 석탄의 자연발화가 일어나면 석탄의 열량이 저하되고 회(Ash) 성분이 증가되며 야적된 석탄 전체에서 동시에 연기가 발생한다. In general, when the temperature at the center of the coal reaches 40 ~ 50 ℃, it is regarded as the boundary temperature, 80 ~ 100 ℃ as the dangerous temperature, and 200 ~ 300 ℃ as the ignition temperature. In addition, if CO and C 2 H 4 are contained in the gas generated from the coal heap, it is regarded as a sign of ignition. In particular, when CO is detected at 0.001wt% or more in the gas generated from the coal heap, spontaneous combustion is likely to occur, and when CO is detected at 0.002wt% or more or smells like petroleum, spontaneous combustion is considered to be in progress. When spontaneous combustion of coal occurs, the calorific value of the coal decreases, the ash component increases, and smoke is generated simultaneously from all the coal stored in the yard.
이에, 석탄의 자연발화를 방지하기 위해 석탄을 대기로부터 차단하여 산소 공급을 차단하고 있다. 주로 석탄을 압탄하거나, 수분의 공급 또는 차단막을 덮는 방법을 이용하고 있다. 최근, 외국의 옥외저탄장의 경우에는 자연발화 방지제를 분사하여 석탄 더미의 표층에 얇은 피막을 형성하는 방법이 이용되고 있다. Accordingly, in order to prevent spontaneous combustion of coal, the supply of oxygen is blocked by blocking the coal from the atmosphere. It mainly uses a method of crushing coal, supplying moisture, or covering a barrier. Recently, in the case of an outdoor coal mine in a foreign country, a method of forming a thin film on the surface layer of a coal heap by spraying an anti-ignition agent has been used.
그러나 옥외용 자연발화 방지제는 아민성분 약품이나 에피클로로하이드린(ECH)과 같은 유해성 화학물질 원료로 이루어져 있어 옥내에 사용할 경우 악취와 근로자의 건강에 심대한 영향을 주므로 사용이 부적합하다. 또한, 차단막을 덮는 방법은 경제적으로 비용지출이 많고, 석탄 더미가 큰 경우에는 작업이 불가능하거나 위험성이 높음으로 인해 적용성이 낮다. 이에 비해, 자연발화 방지제를 분사하는 방법은 물을 살수(분사)하는 방식으로 진행되어 석탄 더미의 크기에 상관없이 작업이 가능하고 위험성이 낮아 적용성이 높다. However, spontaneous combustion inhibitors for outdoor use are made of amine-based chemicals or hazardous chemical raw materials such as epichlorohydrin (ECH), so when used indoors, they have a bad odor and seriously affect the health of workers, so they are not suitable for use. In addition, the method of covering the barrier film is economically expensive, and when the coal pile is large, the operation is impossible or dangerous, so the applicability is low. On the other hand, the method of spraying the anti-pyrotechnic agent is carried out in a way of spraying (spraying) water, so that the work can be performed regardless of the size of the coal pile, and the risk is low, so the applicability is high.
일반적으로, 석탄의 자연발화 방지제는 폴리비닐알코올(PVA) 등의 수지를 주성분으로 하고 있다. 또한, 시멘트나 회(ash) 등을 첨가하고 있다. 이러한 자연발화 방지제는 석탄 더미의 표면에 경화 피막을 형성하여 공기(산소)의 순환을 차단한다. In general, the natural combustion inhibitor of coal has a resin such as polyvinyl alcohol (PVA) as a main component. In addition, cement, ash, etc. are added. These spontaneous combustion inhibitors block the circulation of air (oxygen) by forming a hardened film on the surface of the coal pile.
예를 들어, 한국 공개특허 제10-2013-0074442호, 한국 공개특허 제10-2017-0035423호 및 한국 등록특허 10-2023696호 등에는 위와 관련한 기술이 제시되어 있다. For example, Korean Patent Publication No. 10-2013-0074442, Korean Patent Publication No. 10-2017-0035423, and Korean Patent Registration No. 10-2023696 suggest technologies related to the above.
그러나 종래 기술에 따른 석탄의 자연발화 방지제는, 예를 들어 다음과 같은 문제점이 있다. However, the anti-ignition agent for coal according to the prior art has the following problems, for example.
먼저, 경화 피막에 의한 공기(산소)의 차단 기능(코팅 기능)만을 가져 석탄의 자연발화 방지능이 낮다. 예를 들어, 질식이나 냉각 기능 등이 고려되지 않아 석탄의 자연발화 방지능이 낮다. First, it has only a function (coating function) of blocking air (oxygen) by a hardened film, and the ability to prevent spontaneous combustion of coal is low. For example, since suffocation or cooling functions are not considered, the ability to prevent spontaneous combustion of coal is low.
또한, 종래의 자연발화 방지제는 시멘트나 회(ash) 등을 포함하여, 이로부터 형성된 경화 피막은 경질 피막으로서 유연성이 없다. 이에 따라, 석탄을 석탄 더미에서 차량으로 탑재하는 탑재 과정이나 화력발전소에서의 사용 과정에서 채산 작업성이 떨어지고, 시멘트나 회(ash) 등에 의해 석탄의 열량이 낮아지는 문제점이 있다. 부가적으로, 종래의 자연발화 방지제는 인체나 환경성이 고려되지 않아 대부분의 경우 인체에 유해하거나 친환경적이지 않다. In addition, conventional anti-fire agents include cement, ash, and the like, and a cured film formed therefrom has no flexibility as a hard film. Accordingly, there is a problem in that profitability workability is deteriorated in a loading process of loading coal from a coal pile into a vehicle or in a process of using coal in a thermal power plant, and the calorific value of coal is lowered by cement or ash. In addition, conventional anti-flammation agents are not harmful to the human body or environmentally friendly in most cases because they do not consider the human body or the environment.
이에, 본 발명은 적어도 질식, 냉각 및 코팅 작용 등에 의해 석탄의 자연발화를 효과적으로 방지(억제)할 수 있고, 유연한(flexible) 경화 피막을 형성하여 양호한 채산 작업성을 가지며, 인체 무해 및 친환경적인 특성 등을 가지는 석탄의 자연발화 방지제 및 이를 이용한 석탄의 자연발화 방지방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다. Therefore, the present invention can effectively prevent (suppress) spontaneous ignition of coal by at least suffocation, cooling, and coating action, and has good mining workability by forming a flexible hardened film, harmless to the human body and eco-friendly characteristics. The purpose is to provide a natural ignition prevention agent for coal having a back and a method for preventing spontaneous combustion of coal using the same.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, In order to achieve the above object, the present invention,
석탄의 자연발화를 방지하는 석탄의 자연발화 방지제로서, As an agent for preventing spontaneous combustion of coal,
질식 기능을 가지는 질식제; asphyxia agents having an asphyxiation function;
냉각 기능을 가지는 냉각제; 및 a coolant having a cooling function; and
코팅 기능을 가지는 코팅제를 포함하는 석탄의 자연발화 방지제를 제공한다. Provided is an agent for preventing spontaneous combustion of coal including a coating agent having a coating function.
본 발명의 실시형태에 따라서, 석탄의 자연발화 방지제는 아민 화합물을 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the oxidant of coal may further include an amine compound.
또한, 본 발명은, In addition, the present invention,
석탄의 자연발화를 방지하는 석탄의 자연발화 방지제로서, As an agent for preventing spontaneous combustion of coal,
(1) 세스퀴탄산나트륨; (1) sodium sesquicarbonate;
(2) 탄닌, L-아스코르빈산 및 이들의 염으로부터 선택된 하나 이상의 산화 방지제; (2) at least one antioxidant selected from tannins, L-ascorbic acid and salts thereof;
(3) 탄산수소나트륨; (3) sodium bicarbonate;
(4) 알긴산나트륨 및 해조류 추출물로부터 선택된 하나 이상의 성분; (4) at least one component selected from sodium alginate and seaweed extract;
(5) 천연 다당류; (5) natural polysaccharides;
(6) 폴리아크릴산나트륨 및 아크릴산/아크릴산나트륨 공중합체로부터 선택된 하나 이상의 성분; (6) at least one component selected from sodium polyacrylate and acrylic acid/sodium acrylate copolymer;
(7) 용매; 및 (7) solvents; and
(8) 아민 화합물을 포함하는 석탄의 자연발화 방지제를 제공한다. (8) Provided is an agent for preventing spontaneous combustion of coal containing an amine compound.
본 발명의 실시형태에 따라서, 상기 천연 다당류는 잔탄검, 구아검, 타라검, 타마린드검 및 로코스트 콩검 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the natural polysaccharide may include at least one selected from xanthan gum, guar gum, tara gum, tamarind gum, and locost bean gum.
부가적으로, 본 발명은, Additionally, the present invention
석탄의 자연발화를 방지하기 위한 방법으로서, As a method for preventing spontaneous combustion of coal,
상기 본 발명에 따른 석탄의 자연발화 방지제를 물에 희석한 혼합액을 준비하는 제1단계; 및 A first step of preparing a mixed solution obtained by diluting the natural combustion inhibitor of coal according to the present invention with water; and
상기 혼합액을 석탄에 분사하는 제2단계를 포함하는 석탄의 자연발화 방지방법을 제공한다. It provides a method for preventing spontaneous ignition of coal comprising a second step of injecting the mixture into coal.
이때, 상기 자연발화 방지제와 물을 1 : 100 ~ 2,500의 중량비율로 희석하여 사용할 수 있다. In this case, the anti-fire agent and water may be diluted in a weight ratio of 1: 100 to 2,500.
본 발명에 따르면, 예를 들어 옥내저탄장 등의 석탄에 적용되어, 적어도 질식, 냉각 및 코팅 작용 등에 의해 석탄의 자연발화를 효과적으로 방지(억제)하고, 유연한(flexible) 경화 피막을 형성하여 양호한 채산 작업성을 가지며, 인체 무해 및 친환경적인 특성 등을 가지는 효과가 있다. According to the present invention, for example, it is applied to coal such as an indoor coal mine, effectively prevents (suppresses) spontaneous ignition of coal by at least suffocation, cooling and coating, etc., and forms a flexible hardened film for good harvesting work. It has an effect that has properties such as harmless to the human body and environment-friendly characteristics.
도 1은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 자연발화 방지제를 석탄 더미(유연탄)에 분사한 후, 시간별 중간온도를 측정한 결과를 보인 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 자연발화 방지제를 석탄 더미(유연탄)에 분사한 후, 시간별 CO 발생량(CO 농도)을 측정한 결과를 보인 그래프이다. 1 is a graph showing the results of measuring the intermediate temperature by time after spraying the anti-pyrotechnic agent according to Examples and Comparative Examples of the present invention on a pile of coal (bituminous coal).
Figure 2 is a graph showing the results of measuring the amount of CO generation (CO concentration) by time after spraying the anti-pyrotechnic agent according to Examples and Comparative Examples of the present invention on a pile of coal (bituminous coal).
본 발명에서 사용되는 용어 "및/또는"은 전후에 나열한 구성요소들 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다. 본 발명에서 사용되는 용어 "하나 이상"은 하나 또는 둘 이상의 복수를 의미한다. The term "and/or" used in the present invention is used to mean including at least one or more of the elements listed before and after. As used herein, the term "one or more" means one or a plurality of two or more.
본 발명은 적어도 질식, 냉각 및 코팅 작용 등에 의해 석탄의 자연발화를 효과적으로 방지(억제)하고, 유연한(flexible) 경화 피막을 형성하여 양호한 채산 작업성을 가지는 석탄의 자연발화 방지제를 제공한다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 석탄의 자연발화 방지제를 이용하여 석탄 더미에서 발생될 수 있는 자연발화를 효과적으로 방지할 수 있는 석탄의 자연발화 방지방법을 제공한다. The present invention provides an anti-ignition agent for coal that effectively prevents (suppresses) spontaneous ignition of coal by at least suffocation, cooling and coating action, and has good mining workability by forming a flexible hardened film. In addition, the present invention provides a method for preventing spontaneous combustion of coal, which can effectively prevent spontaneous combustion that may occur in a pile of coal by using the anti-ignition agent for coal according to the present invention.
본 발명에 따른 석탄의 자연발화 방지제(이하, "자연발화 방지제"라 약칭함)는, 그 적용 대상물에 있어 석탄을 포함하는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 옥내저탄장 등에 유용하게 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 자연발화 방지제는, 다른 예를 들어 발전소, 석탄 터널 및 광산 등의 석탄 야적장(옥외저탄장 등)이나 석탄의 적재, 하역, 스택 아웃 및 매립 등의 장소에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 자연발화 방지제는 물과 희석된 후에 석탄 더미에 분사(살수)하는 방법으로 사용될 수 있다. The natural combustion inhibitor of coal according to the present invention (hereinafter, abbreviated as "anti-combustible agent") is not particularly limited as long as it includes coal in its application target, and can be usefully applied, for example, to an indoor coal mine. The anti-pyrotechnic agent according to the present invention may be applied to coal storage sites (outdoor coal storage sites, etc.) such as power plants, coal tunnels and mines, or places such as loading, unloading, stacking out, and landfilling of coal. The spontaneous combustion inhibitor according to the present invention can be used as a method of spraying (sprinkling) on a pile of coal after being diluted with water.
본 발명에 따른 자연발화 방지제는 석탄의 자연발화를 방지(억제)하는 자연발화 방지(억제) 조성물로서, 질식 기능을 가지는 질식제; 냉각 기능을 가지는 냉각제; 및 코팅 기능을 가지는 코팅제(막을 형성하는 막 형성제)를 포함한다. 바람직한 실시형태에 따라서, 본 발명에 따른 자연발화 방지제는 석탄에 함유된 유황(S)을 제거하는 유황(S) 제거제; 석탄의 산화를 방지하는 산화 방지제; 및 석탄의 냉각을 위한 아민 화합물로부터 선택된 하나 이상을 더 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 자연발화 방지제는 석탄 더미 내의 열을 흡수하는 흡열제; 석탄의 수분을 흡수하는 흡수제(흡습제); 및 정전기 발생을 억제하는 정전기 발생 억제제 등으로부터 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 위와 같은 기능을 가지는 각 성분들의 구체적인 예는 아래에서 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명하면서 예시한다. The anti-pyrotechnic agent according to the present invention is a composition for preventing (suppressing) spontaneous ignition of coal, and includes an asphyxiant having a suffocating function; a coolant having a cooling function; and a coating agent having a coating function (a film forming agent that forms a film). According to a preferred embodiment, the spontaneous combustion inhibitor according to the present invention is a sulfur (S) remover for removing sulfur (S) contained in coal; antioxidants that prevent oxidation of coal; and at least one selected from amine compounds for cooling coal. In addition, the spontaneous combustion inhibitor according to the present invention is a heat absorbing agent for absorbing heat in a coal heap; absorbents (moisture absorbents) that absorb moisture from coal; And it may further include one or more selected from static electricity generation inhibitors that suppress generation of static electricity. Specific examples of each component having the above functions are exemplified while explaining preferred embodiments of the present invention below.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따라서, 본 발명에 따른 자연발화 방지제는 석탄의 자연발화를 방지하기 위한 유효성분으로서, 하기 (1) 내지 (7)의 성분을 포함한다. According to a preferred embodiment of the present invention, the anti-ignition agent according to the present invention includes the following components (1) to (7) as active ingredients for preventing spontaneous ignition of coal.
(1) 제1성분 : 세스퀴탄산나트륨(Sodium Sesquicarbonate)(1) 1st component: Sodium Sesquicarbonate
(2) 제2성분 : 탄닌(Tannin), L-아스코르빈산(L-Ascorbic acid) 및 이들의 염으로부터 선택된 하나 이상의 산화 방지제 (2) 2nd component: at least one antioxidant selected from tannin, L-ascorbic acid and salts thereof
(3) 제3성분 : 탄산수소나트륨(Sodium Bicarbonate) (3) Third ingredient: Sodium Bicarbonate
(4) 제4성분 : 알긴산나트륨(Sodium Alginate) 및 해조류 추출물로부터 선택된 하나 이상의 성분 (4) 4th component: one or more components selected from sodium alginate and seaweed extract
(5) 제5성분 : 천연 다당류(Polysaccharide)(5) Fifth ingredient: natural polysaccharide
(6) 제6성분 : 폴리아크릴산나트륨(Sodium Polyacrylate) 및 아크릴산/아크릴산나트륨 공중합체(Acrylic acid/sodium acrylate copolymer)로부터 선택된 하나 이상의 성분(6) 6th component: one or more components selected from sodium polyacrylate and acrylic acid/sodium acrylate copolymer
(7) 제7성분 : 물(Water) 등의 용매 (7) 7th component: solvent such as water
본 발명에 따르면, 석탄의 자연발화 방지제가 상기 (1) 내지 (7)의 성분을 포함하는 경우, 석탄의 표면에 유연한 경화 피막을 형성하면서 우수한 질식 기능(석탄 더미 내부의 산소 농도 저하), 냉각 기능(석탄 주위의 열 흡수) 및 코팅 기능(석탄 표면에 피막을 형성하여 산소 공급 차단)을 가지며, 이와 함께 유황(S) 제거, 고흡수(고흡습), 점착(결착) 및 흡열 등의 기능을 가져 석탄의 자연발화를 효과적으로 방지함을 알 수 있었다. 또한, 상기 (1) 내지 (7)의 성분은 모두 인체 무해하고 친환경적인 성분으로서, 이들은 본 발명자들이 인체와 환경에 안전한 식품, 생활용품, 화장품 및 천연 재료 등으로부터 예의 선택한 최적 조합의 성분들이다. According to the present invention, when the anti-ignition agent of coal contains the above components (1) to (7), excellent suffocation function (reduction of oxygen concentration inside the coal pile), cooling while forming a flexible hardened film on the surface of the coal It has functions (heat absorption around coal) and coating function (blocks oxygen supply by forming a film on the surface of coal), along with functions such as sulfur (S) removal, high absorption (high moisture absorption), adhesion (binding), and heat absorption. It was found that the spontaneous combustion of coal was effectively prevented. In addition, the components (1) to (7) are all harmless to the human body and are environmentally friendly, and these are ingredients of an optimal combination selected by the present inventors from food, household goods, cosmetics, and natural materials that are safe for the human body and the environment.
바람직한 실시형태에 따라서, 본 발명에 따른 자연발화 방지제는 제8성분으로서 (8) 아민 화합물을 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 자연발화 방지제는, 상기 (1) 내지 (7)의 성분을 적정 함량으로 포함하거나, 상기 (1) 내지 (8)의 성분을 적정 함량으로 포함하여, 예를 들어 30cps 이상의 점도(@ 20℃), 또는 150 이상의 점도(@ 20℃)를 가지는 액상(점액)이거나 고점도의 슬러리 제형을 가질 수 있다. 각 성분들에 대해 설명하면 다음과 같다. According to a preferred embodiment, the spontaneous combustion inhibitor according to the present invention may further contain (8) an amine compound as an eighth component. The anti-fire agent according to the present invention includes the components (1) to (7) in an appropriate amount or includes the components (1) to (8) in an appropriate amount, and has, for example, a viscosity of 30 cps or more ( @ 20 ° C), or a liquid (mucus) having a viscosity of 150 or more (@ 20 ° C), or may have a high-viscosity slurry formulation. Each component is explained as follows.
(1) 제1성분(1) First component
상기 세스퀴탄산나트륨(Sodium Sesquicarbonate)은 식품의약품안전처(Ministry of Food and Drug Safety; 이하, "KFDA"라 함)의 식품공전 물질로서, 이는 주로 천연 세제의 용도로 사용되고 있다. 상기 세스퀴탄산나트륨은 본 발명에 따른 자연발화 방지제에 포함되어, 석탄 더미 내부의 산소 농도를 저하시키는 질식 기능 및/또는 석탄 주위의 열을 냉각하는 냉각 기능을 갖는다. The sodium sesquicarbonate (Sodium Sesquicarbonate) is a food coded substance of the Ministry of Food and Drug Safety (hereinafter referred to as "KFDA"), which is mainly used for natural detergents. The sodium sesquicarbonate is included in the anti-ignition agent according to the present invention, and has a function of suffocating to lower the oxygen concentration inside the coal heap and/or a cooling function of cooling the heat around the coal.
또한, 상기 세스퀴탄산나트륨은 유황(S) 제거 기능을 갖는다. 앞서 언급한 바와 같이, 석탄에 함유된 유황(S)은 자연발화의 주요 요인 중에 하나이다. 즉, 석탄에는 유화철(硫化鐵, FeS) 형태로 유황(S)이 함유되어 있으며, 이러한 유황(S)은 산소와 화합되어 SO2가 되고, 상기 SO2가 수분과 반응할 경우 약 800℃ 정도까지의 발열 현상을 수반하여 자연발화를 촉진한다. 본 발명에 따르면, 상기 세스퀴탄산나트륨은 위와 같은 유황(S)을 제거하는 유효성분으로 작용하여 발열 및 자연발화를 효과적으로 방지한다. In addition, the sodium sesquicarbonate has a sulfur (S) removal function. As mentioned above, sulfur (S) contained in coal is one of the main factors of spontaneous combustion. That is, coal contains sulfur (S) in the form of iron emulsified (硫化鐵, FeS), and this sulfur (S) is combined with oxygen to form SO 2 , when the SO 2 reacts with moisture at about 800 ° C. Accompanied by an exothermic phenomenon to a certain extent, it promotes spontaneous ignition. According to the present invention, the sodium sesquicarbonate acts as an active ingredient for removing sulfur (S) as described above to effectively prevent heat generation and spontaneous combustion.
상기 세스퀴탄산나트륨(제1성분)은 본 발명에 따른 자연발화 방지제 전체 중량 기준으로, 예를 들어 5 ~ 30중량%로 포함될 수 있다. 상기 세스퀴탄산나트륨의 함량이 5중량% 미만인 경우, 이의 사용에 따른 질식 기능, 냉각 기능 및/또는 유황(S) 제거 기능이 미미할 수 있다. 또한, 상기 세스퀴탄산나트륨의 함량이 30중량%를 초과하는 경우, 상대적으로 다른 성분의 함량이 낮아지고 자연발화 방지제 내에 균일한 혼합 분산이 어려워질 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 세스퀴탄산나트륨은 6 ~ 25중량%, 또는 10 ~ 20중량%로 포함되는 것이 좋다. The sodium sesquicarbonate (first component) may be included in an amount of, for example, 5 to 30% by weight based on the total weight of the anti-fire agent according to the present invention. When the content of sodium sesquicarbonate is less than 5% by weight, the suffocation function, cooling function and/or sulfur (S) removal function according to its use may be insignificant. In addition, when the content of sodium sesquicarbonate exceeds 30% by weight, the content of other components is relatively low, and it may be difficult to uniformly mix and disperse in the anti-fire agent. Considering this point, the sodium sesquicarbonate is preferably included in an amount of 6 to 25% by weight, or 10 to 20% by weight.
(2) 제2성분(2) Second component
상기 탄닌(Tannin)은 차, 포도주 및 감 등에 함유되어 떫은맛을 내는 성분으로서, 이는 KFDA의 식품공전 물질이며, 화학적으로는 폴리페놀을 기본구조로 하고 있다. 상기 L-아스코르빈산(L-Ascorbic acid)은 비타민 C로서, 이 또한 KFDA의 식품공전 물질이며, 화학적으로는 락톤 구조를 가지고 있다. 상기 탄닌, L-아스코르빈산 및 이들의 염으로부터 선택된 제2성분은 본 발명에 따른 자연발화 방지제에 포함되어 석탄의 산화 방지 기능을 갖는다. 상기 탄닌 및 L-아스코르빈산의 염으로는 탄닌산나트륨(Sodium Tannin acid) 및 L-아스코르빈산나트륨(Sodium L-Ascorbic acid) 등을 예로 들 수 있다. The tannin (Tannin) is a component that is contained in tea, wine, persimmon, etc. and gives an astringent taste, which is a food coded substance of KFDA, and chemically has a polyphenol as a basic structure. The L-ascorbic acid (L-Ascorbic acid) is vitamin C, which is also a KFDA food coded substance, and has a chemically lactone structure. The second component selected from the tannin, L-ascorbic acid, and salts thereof is included in the antipyretic agent according to the present invention and has a function of preventing oxidation of coal. Examples of the salt of tannin and L-ascorbic acid include sodium tannin acid and sodium L-ascorbic acid.
상기 산화 방지제(제2성분)는 본 발명에 따른 자연발화 방지제 전체 중량 기준으로, 예를 들어 5 ~ 20중량%로 포함될 수 있다. 상기 산화 방지제의 함량이 5중량% 미만인 경우, 이의 사용에 따른 산화 방지 기능이 미미할 수 있다. 또한, 상기 산화 방지제의 함량이 20중량%를 초과하는 경우, 상대적으로 다른 성분의 함량이 낮아져 예를 들어 질식, 냉각 및/또는 코팅 등의 기능이 저하될 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 산화 방지제는 5 ~ 15중량%, 또는 8 ~ 15중량%로 포함되는 것이 좋다. The antioxidant (second component) may be included in an amount of, for example, 5 to 20% by weight, based on the total weight of the natural fire prevention agent according to the present invention. When the content of the antioxidant is less than 5% by weight, the antioxidant function according to its use may be insignificant. In addition, when the content of the antioxidant exceeds 20% by weight, the content of other components is relatively low, so that functions such as suffocation, cooling, and/or coating may be deteriorated. Considering this point, the antioxidant is preferably included in an amount of 5 to 15% by weight, or 8 to 15% by weight.
(3) 제3성분(3) Third component
상기 탄산수소나트륨(Sodium Bicarbonate)은 KFDA의 식품공전 물질로서, 이는 주로 제빵이나 가정용 세정제로 사용되고 있다. 상기 탄산수소나트륨은 본 발명에 따른 자연발화 방지제에 포함되어, 석탄 더미 내부의 산소 농도를 저하시키는 질식 기능 및/또는 석탄 주위의 열을 냉각하는 냉각 기능을 갖는다. 이는 또한 CO2를 발생시켜 질식 기능을 개선한다. The sodium bicarbonate (Sodium Bicarbonate) is a KFDA food code substance, which is mainly used as a baking or household cleaning agent. The sodium bicarbonate is included in the anti-ignition agent according to the present invention, and has a function of suffocating to lower the oxygen concentration inside the coal heap and/or a cooling function of cooling the heat around the coal. It also generates CO 2 to improve the asphyxiation function.
상기 탄산수소나트륨(제3성분)은 본 발명에 따른 자연발화 방지제 전체 중량 기준으로, 예를 들어 2 ~ 20중량%로 포함될 수 있다. 상기 탄산수소나트륨의 함량이 2중량% 미만인 경우, 이의 사용에 따른 질식 기능 및/또는 냉각 기능이 미미할 수 있다. 또한, 상기 탄산수소나트륨의 함량이 20중량%를 초과하는 경우, 상대적으로 다른 성분의 함량이 낮아지고 물에 대한 용해도 좋지 않아 자연발화 방지제 내에 균일한 혼합 분산이 어려워질 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 탄산수소나트륨은 3 ~ 15중량%, 또는 5 ~ 12중량%로 포함되는 것이 좋다. The sodium hydrogen carbonate (third component) may be included in an amount of, for example, 2 to 20% by weight, based on the total weight of the natural combustion inhibitor according to the present invention. When the content of the sodium bicarbonate is less than 2% by weight, the suffocation function and / or cooling function according to its use may be insignificant. In addition, when the content of sodium hydrogen carbonate exceeds 20% by weight, the content of other components is relatively low and solubility in water is not good, making it difficult to uniformly mix and disperse in the anti-fire agent. Considering this point, the sodium bicarbonate is preferably included in an amount of 3 to 15% by weight, or 5 to 12% by weight.
(4) 제4성분(4) 4th component
상기 알긴산나트륨(Sodium Alginate)은 KFDA의 식품공전 물질로서, 이는 주로 식품의 유화제, 증점제 및 안정제로 사용되고 있다. 상기 해조류 추출물은 미역, 다시마 및 가사리(세모가사리, 우뭇가사리 등) 등의 해조류를 열수 추출한 추출액, 또는 상기 추출액을 농축 건조한 추출 분말을 사용할 수 있다. 이러한 해조류 추출물에는 알긴산나트륨이 다량 함유되어 있다. 본 발명에서, 상기 해조류 추출물은 알긴산나트륨을 함유한 것이면 제한되지 않는다. 상기 알긴산나트륨 및 해조류 추출물로부터 선택된 제4성분은 본 발명에 따른 자연발화 방지제에 포함되어, 코팅 기능, 점증 기능 및 물과의 유화 기능을 갖는다. The sodium alginate (Sodium Alginate) is a food coded substance of KFDA, which is mainly used as an emulsifier, thickener and stabilizer for food. The seaweed extract may be an extract obtained by hot-water extraction of seaweed such as wakame, kelp, and gasari (semogasari, agar-agar, etc.), or an extract powder obtained by concentrating and drying the extract. These seaweed extracts contain a large amount of sodium alginate. In the present invention, the seaweed extract is not limited as long as it contains sodium alginate. The fourth component selected from the sodium alginate and seaweed extract is included in the natural fire prevention agent according to the present invention and has a coating function, a thickening function, and an emulsifying function with water.
상기 알긴산나트륨 및 해조류 추출물로부터 선택된 제4성분은 본 발명에 따른 자연발화 방지제 전체 중량 기준으로, 예를 들어 5 ~ 30중량%로 포함될 수 있다. 상기 제4성분의 함량이 5중량% 미만인 경우, 이의 사용에 따른 코팅 기능, 점증 기능 및 물과의 유화 기능이 미미할 수 있다. 또한, 상기 제4성분의 함량이 30중량%를 초과하는 경우, 상대적으로 다른 성분의 함량이 낮아져 예를 들어 질식, 냉각 및/또는 산화 방지 등의 기능이 저하되고 점도가 너무 높아질 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 제4성분은 8 ~ 25중량%, 또는 10 ~ 22중량%로 포함되는 것이 좋다. The fourth component selected from the sodium alginate and seaweed extract may be included in an amount of, for example, 5 to 30% by weight, based on the total weight of the natural combustion inhibitor according to the present invention. When the content of the fourth component is less than 5% by weight, the coating function, thickening function, and emulsification function with water may be insignificant according to its use. In addition, when the content of the fourth component exceeds 30% by weight, the content of other components is relatively low, for example, functions such as suffocation, cooling and / or oxidation prevention may be deteriorated and the viscosity may be too high. Considering this point, the fourth component is preferably included in an amount of 8 to 25% by weight, or 10 to 22% by weight.
(5) 제5성분(5) 5th component
상기 천연 다당류(Polysaccharide)는 잔탄검(Xanthan gum), 구아검(Guar gum), 타라검(Tara gum), 타마린드검(Tamarind gum) 및 로코스트 콩검(Locust Bean gum) 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 천연 다당류는, 바람직하게는 상기 나열된 검류 중에서 적어도 잔탄검(Xanthan gum)을 포함하는 것이 좋다. 이러한 천연 다당류는 KFDA의 식품공전 물질로서, 이는 주로 식품 및 화장품의 원료로 사용되고 있다. 상기 천연 다당류는 본 발명에 따른 자연발화 방지제에 포함되어, 코팅 기능 및 점증 기능을 가지며, 이는 또한 점착(결착) 기능을 가져 석탄과의 부착성 및 경화 피막의 지속성을 개선한다. The natural polysaccharide is at least one selected from xanthan gum, guar gum, tara gum, tamarind gum, and locust bean gum. can include The natural polysaccharide preferably includes at least Xanthan gum among the gums listed above. These natural polysaccharides are KFDA's food code materials, which are mainly used as raw materials for food and cosmetics. The natural polysaccharide included in the anti-fire agent according to the present invention has a coating function and a thickening function, and also has an adhesive (binding) function to improve adhesion to coal and durability of a cured film.
상기 천연 다당류(제5성분)는 본 발명에 따른 자연발화 방지제 전체 중량 기준으로, 예를 들어 5 ~ 30중량%로 포함될 수 있다. 상기 천연 다당류의 함량이 5중량% 미만인 경우, 이의 사용에 따른 코팅 기능, 점증 기능 및 점착(결착) 기능이 미미할 수 있다. 또한, 상기 천연 다당류의 함량이 30중량%를 초과하는 경우, 상대적으로 다른 성분의 함량이 낮아져 예를 들어 질식, 냉각 및/또는 산화 방지 등의 기능이 저하되고 점도가 너무 높아질 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 천연 다당류는 8 ~ 25중량%, 또는 10 ~ 22중량%로 포함되는 것이 좋다. The natural polysaccharide (fifth component) may be included in an amount of, for example, 5 to 30% by weight based on the total weight of the natural fire prevention agent according to the present invention. When the content of the natural polysaccharide is less than 5% by weight, the coating function, thickening function, and adhesion (binding) function according to its use may be insignificant. In addition, when the content of the natural polysaccharide exceeds 30% by weight, the content of other components is relatively low, for example, functions such as suffocation, cooling and / or oxidation prevention may be deteriorated, and the viscosity may be too high. Considering this point, the natural polysaccharide is preferably included in an amount of 8 to 25% by weight, or 10 to 22% by weight.
(6) 제6성분(6) 6th component
상기 폴리아크릴산나트륨(Sodium Polyacrylate) 및 아크릴산/아크릴산나트륨 공중합체(Acrylic acid/sodium acrylate copolymer)는 고흡수성 고분자 수지로서, 이들은 주로 기저귀, 생리대 및 의학용 패드 등에 사용되는 안전한 물질이다. 여기서, 상기 아크릴산/아크릴산나트륨 공중합체는 아크릴산(Acrylic acid)과 아크릴산나트륨(Sodium acrylate)의 공중합체를 의미한다. 상기 폴리아크릴산나트륨 및 아크릴산/아크릴산나트륨 공중합체로부터 선택된 제6성분은 본 발명에 따른 자연발화 방지제에 포함되어, 코팅 기능 및 흡수(흡습) 기능을 가지며, 이는 특히 석탄으로 전달될 수 있는 열을 차단(열 제어)하여 자연발화 방지능을 개선한다. The sodium polyacrylate and acrylic acid/sodium acrylate copolymer are super absorbent polymer resins, and they are safe materials mainly used in diapers, sanitary napkins, and medical pads. Here, the acrylic acid/sodium acrylate copolymer means a copolymer of acrylic acid and sodium acrylate. The sixth component selected from sodium polyacrylate and acrylic acid/sodium acrylate copolymer is included in the anti-fire agent according to the present invention and has a coating function and an absorption (moisture absorption) function, which blocks heat that can be transferred to coal in particular. (heat control) to improve spontaneous ignition prevention.
상기 폴리아크릴산나트륨 및 아크릴산/아크릴산나트륨 공중합체로부터 선택된 제6성분은 본 발명에 따른 자연발화 방지제 전체 중량 기준으로, 예를 들어 5 ~ 30중량%로 포함될 수 있다. 상기 제6성분의 함량이 5중량% 미만인 경우, 이의 사용에 따른 코팅 기능, 흡수(흡습) 기능 및 열 차단 기능(열 제어)이 미미할 수 있다. 또한, 상기 제6성분의 함량이 30중량%를 초과하는 경우, 상대적으로 다른 성분의 함량이 낮아져 예를 들어 질식, 냉각 및/또는 산화 방지 등의 기능이 저하되고 점도가 너무 높아질 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 제6성분은 8 ~ 25중량%, 또는 10 ~ 22중량%로 포함되는 것이 좋다. The sixth component selected from sodium polyacrylate and acrylic acid/sodium acrylate copolymer may be included in an amount of, for example, 5 to 30% by weight, based on the total weight of the anti-fire agent according to the present invention. When the content of the sixth component is less than 5% by weight, the coating function, absorption (moisture absorption) function, and heat blocking function (thermal control) according to its use may be insignificant. In addition, when the content of the sixth component exceeds 30% by weight, the content of other components is relatively low, for example, functions such as suffocation, cooling and / or oxidation prevention may be deteriorated and the viscosity may be too high. Considering this point, the sixth component is preferably included in an amount of 8 to 25% by weight or 10 to 22% by weight.
(7) 제7성분(7) 7th ingredient
제7성분으로서의 용매는 상기 각 성분들의 분산 및/또는 희석을 위한 것으로서, 이는 물을 포함할 수 있다. 물은, 예를 들어 증류수, 정제수, 수돗물 및/또는 지하수 등으로부터 선택될 수 있다. 또한, 상기 용매는 물과 유기 용제의 혼합일 수 있다. 상기 유기 용제는, 예를 들어 메탄올, 에탄올 및/또는 프로판올 등의 알코올류로부터 선택될 수 있다. 상기 용매(제7성분)은 본 발명에 따른 자연발화 방지제 전체 중량 기준으로, 예를 들어 10 ~ 70중량%, 15 ~ 60중량%, 또는 20 ~ 55중량%로 포함될 수 있으나, 이에 의해 한정되는 것은 아니다. The solvent as the seventh component is for dispersing and/or diluting the above components, and may include water. Water may be selected from, for example, distilled water, purified water, tap water and/or ground water, and the like. Also, the solvent may be a mixture of water and an organic solvent. The organic solvent may be selected from alcohols such as methanol, ethanol and/or propanol. The solvent (seventh component) may be included in, for example, 10 to 70% by weight, 15 to 60% by weight, or 20 to 55% by weight based on the total weight of the anti-fire agent according to the present invention, but is limited thereto It is not.
(8) 제8성분(8) 8th ingredient
제8성분으로서의 아민 화합물은 적어도 냉각 작용 및/또는 흡열 작용 등을 갖는다. 상기 아민 화합물은 분자 내에 적어도 하나 이상의 아민기(-NH2)를 가지는 아민류이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 아민 화합물은, 예를 들어 요소(Urea)((NH2)2CO), 헥사메틸렌디아민, 시클로헥실아민, 헥사민(헥사메틸렌테트라민), 디메틸아민붕소, 2-아미노에탄술폰산, 티오우레아디옥사이드 및 치오요소(Thiourea) 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 2 이상의 혼합을 사용할 수 있다. The amine compound as the eighth component has at least a cooling action and/or an endothermic action. The amine compound is not particularly limited as long as it is an amine having at least one amine group (-NH 2 ) in its molecule. The amine compound is, for example, urea (Urea) ((NH 2 ) 2 CO), hexamethylenediamine, cyclohexylamine, hexamine (hexamethylenetetramine), dimethylamine boron, 2-aminoethanesulfonic acid, thiourea One or a mixture of two or more selected from the group consisting of dioxide, thiourea, and the like may be used.
하나의 실시형태에 따라서, 상기 아민 화합물은 요소(Urea)((NH2)2CO)를 포함할 수 있다. 상기 요소(Urea)((NH2)2CO)는 화장품(로션 등)의 원료로 사용되는 안전한 물질로서, 이는 무색, 무취의 결정이다. 상기 요소(우레아)는 본 발명에 따른 자연발화 방지제에 포함되어, 적어도 냉각 기능을 갖는다. 또한, 상기 요소는 물과 혼합하면 흡열반응을 일으키는 것으로서, 이는 본 발명에 따른 자연발화 방지제에 포함되어 흡열 기능을 가짐으로 인해 석탄의 자연발화를 효과적으로 방지한다. 부가적으로, 상기 요소는 질소산화물의 제거 기능을 가져 옥내저탄장 내의 실내 환경을 개선하고, 화력발전소 등에서 석탄의 연소 시 대기오염을 저감(NOx 제거)할 수 있다. According to one embodiment, the amine compound may include urea ((NH 2 ) 2 CO). Urea ((NH 2 ) 2 CO) is a safe material used as a raw material for cosmetics (lotions, etc.), and is a colorless and odorless crystal. The urea (urea) is included in the antipyretic agent according to the present invention and has at least a cooling function. In addition, when the element is mixed with water, it causes an endothermic reaction, which is included in the antipyretic agent according to the present invention and has an endothermic function, thereby effectively preventing spontaneous combustion of coal. Additionally, the urea has a function of removing nitrogen oxides to improve the indoor environment in an indoor coal storage facility and reduce air pollution (remove NO x ) when burning coal in a thermal power plant.
상기 아민 화합물(제8성분)은 본 발명에 따른 자연발화 방지제 전체 중량 기준으로, 예를 들어 2 ~ 30중량%로 포함될 수 있다. 상기 아민 화합물의 함량이 2중량% 미만인 경우, 이의 사용에 따른 냉각 기능 및/또는 흡열 기능이 미미할 수 있다. 또한, 상기 아민 화합물의 함량이 30중량%를 초과하는 경우, 상대적으로 다른 성분의 함량이 낮아지고 자연발화 방지제 내에 균일한 혼합 분산이 어려워질 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 아민 화합물은 5 ~ 25중량%, 또는 8 ~ 22중량%로 포함되는 것이 좋다. The amine compound (eighth component) may be included in an amount of, for example, 2 to 30% by weight based on the total weight of the anti-fire agent according to the present invention. When the content of the amine compound is less than 2% by weight, the cooling function and/or heat absorbing function according to its use may be insignificant. In addition, when the content of the amine compound exceeds 30% by weight, the content of other components is relatively low, and it may be difficult to uniformly mix and disperse in the anti-fire agent. Considering this point, the amine compound is preferably included in an amount of 5 to 25% by weight, or 8 to 22% by weight.
(9) 부가 성분 (9) Additional ingredients
본 발명에 따른 자연발화 방지제는 필요에 따라서 기타 기능성 성분이나 첨가제 등의 부가 성분을 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 자연발화 방지제는, 예를 들어 계면활성제, 분산제, 동결 방지제, 소포제, 저장안정제 및/또는 점도 조절제 등을 더 포함할 수 있다. 이러한 부가 성분들은 통상적으로 사용되는 것으로부터 선택될 수 있으며, 이는 자연발화 방지능을 저하시키지 않는 범위에서 적정량 첨가될 수 있다. 상기 부가 성분은 본 발명에 따른 자연발화 방지제 전체 중량 기준으로, 예를 들어 0.001 ~ 10중량%로 포함될 수 있다. The natural combustion inhibitor according to the present invention may further include additional components such as other functional components or additives, if necessary. The natural combustion inhibitor according to the present invention may further include, for example, a surfactant, a dispersing agent, an antifreezing agent, an antifoaming agent, a storage stabilizer, and/or a viscosity modifier. These additional components may be selected from commonly used ones, and may be added in an appropriate amount within a range that does not degrade the spontaneous combustion prevention ability. The additional component may be included in an amount of, for example, 0.001 to 10% by weight based on the total weight of the anti-fire agent according to the present invention.
또한, 본 발명에 따른 자연발화 방지제는 정전기 발생을 억제(방지)하기 위한 정전기 발생 억제제를 더 포함할 수 있다. 상기 정전기 발생 억제제는 정전기 발생을 억제(방지)할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 베헨트리모늄 메토설페이트(Behentrimonium methosulfate), 세트리모늄 메토설페이트(Cetrimonium methosulfate), 베헤닐트리메틸암모늄 메토설페이트(Behenyl trimethyl ammonium methosulfate) 및/또는 스테아르트리모늄 메토설페이트(Steartrimonium methosulfate) 등으로부터 선택된 하나 이상을 유용하게 사용할 수 있다. 상기 정전기 발생 억제제는 본 발명에 따른 자연발화 방지제 전체 중량 기준으로, 예를 들어 0.1 ~ 10중량%, 또는 0.5 ~ 8중량%로 포함될 수 있다. In addition, the anti-fire agent according to the present invention may further include a static electricity generation inhibitor for suppressing (preventing) the generation of static electricity. The static electricity generation inhibitor is not particularly limited as long as it can suppress (prevent) the generation of static electricity, and it is, for example, behentrimonium methosulfate, cetrimonium methosulfate, behenyltrimethylammonium methosulfate, At least one selected from behenyl trimethyl ammonium methosulfate and/or steartrimonium methosulfate may be usefully used. The static electricity generation inhibitor may be included in an amount of, for example, 0.1 to 10% by weight, or 0.5 to 8% by weight, based on the total weight of the anti-ignition agent according to the present invention.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 자연발화 방지제는 적어도 다음과 같은 작용 효과를 갖는다. The spontaneous combustion inhibitor according to the present invention described above has at least the following effects.
본 발명에 따른 자연발화 방지제는, 예를 들어 옥내저탄장 등의 석탄에 분사를 통해 적용되어, 적어도 질식 작용, 냉각 작용 및 코팅 작용 등을 가져 공기 중 산소 침투 방지(산소 공급 차단), 산소에 의한 산화 방지, 가연성 휘발분의 유출 방지 및 석탄 입자의 마찰을 최소화하여 석탄의 자연발화를 방지한다. The anti-pyrotechnic agent according to the present invention is applied, for example, to coal such as an indoor coal mine by spraying, and has at least a suffocating action, a cooling action, and a coating action to prevent oxygen penetration in the air (blocking oxygen supply), It prevents spontaneous ignition of coal by preventing oxidation, preventing outflow of combustible volatile matter, and minimizing friction between coal particles.
특히, 본 발명에 따른 자연발화 방지제는 상기 (1) 내지 (8)의 성분을 유효성분으로 포함하여 질식, 냉각 및 코팅 작용에 더하여 유황(S) 제거, 산화 방지, 고흡수(고흡습), 점착(결착), 열 차단 및 흡열 등의 기능을 가져 석탄의 자연발화를 효과적으로 방지한다. 또한, 본 발명에 따른 자연발화 방지제는 석탄 표면에 유연성의 피막을 형성하여 채산 작업성을 개선한다. 즉, 종래의 자연발화 방지제는 시멘트나 회(ash) 등을 포함하여 경질 피막을 형성하나, 본 발명에 따른 자연발화 방지제는 상기 (1) 내지 (8)의 성분을 포함하여 유연한 피막을 형성함으로 인해 석탄 더미에서 차량으로 탑재하는 탑재 과정이나 화력발전소에서의 사용 과정에서 채산 작업성이 향상된다. In particular, the anti-fire agent according to the present invention contains the components (1) to (8) as active ingredients, in addition to suffocation, cooling and coating actions, sulfur (S) removal, oxidation prevention, high absorption (high moisture absorption), It effectively prevents spontaneous combustion of coal by having functions such as adhesion (binding), heat blocking and heat absorption. In addition, the spontaneous combustion inhibitor according to the present invention forms a flexible film on the surface of coal to improve mining workability. That is, the conventional anti-pyrotechnic agent forms a hard film by including cement or ash, but the anti-pyrotechnic agent according to the present invention includes the above components (1) to (8) to form a flexible film. As a result, the workability of earning is improved in the process of loading from a coal pile to a vehicle or in the process of using it in a thermal power plant.
아울러, 상기한 바와 같이, 상기 (1) 내지 (8)의 성분들은 모두 인체와 환경에 안전한 식품, 생활용품, 화장품, 비타민 C 및 천연 재료(해조류) 등으로부터 선택되어 인체 무해하고 친환경적인 특성을 갖는다. In addition, as described above, all of the components (1) to (8) are selected from food, household goods, cosmetics, vitamin C, and natural ingredients (seaweed) that are safe for the human body and the environment, and are harmless to the human body and are environmentally friendly. have
또한, 상기 (1) 내지 (8)의 성분 중에서 대부분의 성분은 탄소수가 많은 다탄화수소 화합물이다. 구체적으로, 상기 제4성분으로서의 알긴산나트륨, 상기 제5성분으로서의 천연 다당류, 그리고 상기 제6성분으로서의 폴리아크릴산나트륨 및 이의 공중합체 등은 직쇄와 측쇄에 다수의 탄화수소를 가지는 고분자로서, 이들은 열량이 높다. 이에 따라, 본 발명에 따른 자연발화 방지제는, 예를 들어 화력발전소 등에서 석탄과 함께 연소되어 열량을 증가시키는 효과를 갖는다. In addition, most of the components (1) to (8) are polyhydrocarbon compounds having a high carbon number. Specifically, sodium alginate as the fourth component, natural polysaccharide as the fifth component, and sodium polyacrylate and copolymers thereof as the sixth component are polymers having a large number of hydrocarbons in linear and side chains, and they have high calorific value. . Accordingly, the antipyretic agent according to the present invention is combusted together with coal in a thermal power plant, for example, and has an effect of increasing the amount of heat.
부가적으로, 본 발명에서 특정하는 상기 (1) 내지 (8)의 성분은 장비나 설비의 부식을 유발하는 할로겐계(Cl, F 등) 등의 원소가 성분 내에 존재하지 않아 연소 후 부식을 유발하지 않는다. Additionally, the components (1) to (8) specified in the present invention do not contain elements such as halogens (Cl, F, etc.) that cause corrosion of equipment or facilities, causing corrosion after combustion. I never do that.
본 발명에 따른 자연발화 방지제는 석탄에 적용 시, 예를 들어 분사 등의 방법을 통해 적용할 수 있다. 이때, 분사 방법으로 적용하는 경우, 별도의 물에 희석하여 사용한다. 하나의 실시형태에 따라서, 아래와 같은 본 발명의 자연발화 방지방법을 통해 석탄에 적용될 수 있다. When applied to coal, the anti-pyrotechnic agent according to the present invention may be applied, for example, through a method such as spraying. At this time, when applied by spraying, it is used after diluting with separate water. According to one embodiment, it can be applied to coal through the spontaneous ignition prevention method of the present invention as follows.
본 발명에 따른 자연발화 방지방법은 상기 본 발명의 자연발화 방지제를 물에 희석한 혼합액을 준비하는 제1단계, 및 상기 혼합액을 석탄에 분사하는 제2단계를 포함한다. 이때, 상기 제1단계에서는 자연발화 방지제와 물을 1 : 100 ~ 2,500의 중량비율로 희석한다. 즉, 석탄에 분사 시, 자연발화 방지제 : 물 = 1 : 100 ~ 2,500의 중량비율로 희석하여 사용한다. 구체적인 예를 들어, 석탄에 분사 시, 자연발화 방지제와 물을 1 : 200 ~ 2,000, 1 : 300 ~ 2,000, 또는 1 : 300 : 1,500의 중량비율로 희석하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 제2단계에서는 혼합액(희석액)을 분사장치(예, 살수차 등)를 이용하여 석탄 더미에 분사(살포)하는 방법으로 진행한다. The method for preventing spontaneous combustion according to the present invention includes a first step of preparing a mixed solution obtained by diluting the spontaneous combustion inhibitor of the present invention in water, and a second step of spraying the mixed solution onto coal. At this time, in the first step, the natural ignition inhibitor and water are diluted in a weight ratio of 1:100 to 2,500. That is, when spraying on coal, use after diluting with a weight ratio of anti-ignition agent: water = 1: 100 to 2,500. For example, when spraying coal, the anti-ignition agent and water may be diluted in a weight ratio of 1:200 to 2,000, 1:300 to 2,000, or 1:300:1,500. In addition, in the second step, the mixed solution (diluted solution) is sprayed (sprayed) onto the coal pile using a spraying device (eg, a sprinkler wheel, etc.).
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 예시한다. 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기의 비교예는 종래 기술을 의미하는 것은 아니며, 이는 단지 실시예와의 비교를 위해 제공된다. Hereinafter, Examples and Comparative Examples of the present invention are illustrated. The following examples are merely provided as examples to aid understanding of the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited thereby. In addition, the following comparative examples do not imply the prior art, and are provided only for comparison with the examples.
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 예시한다. 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기의 비교예는 종래 기술을 의미하는 것은 아니며, 이는 단지 실시예와의 비교를 위해 제공된다. Hereinafter, Examples and Comparative Examples of the present invention are illustrated. The following examples are merely provided as examples to aid understanding of the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited thereby. In addition, the following comparative examples do not imply the prior art, and are provided only for comparison with the examples.
[실시예 1] [Example 1]
먼저, 혼합 용기에 제1성분으로서 세스퀴탄산나트륨, 제2성분으로서 탄닌과 L-아스코르빈산, 제3성분으로서 탄산수소나트륨 및 제4성분으로서 알긴산나트륨을 투입, 혼합하여 분말상을 주성분으로 하는 제1제 혼합물을 얻었다. 또한, 교반기가 달린 혼합 용기에 물(제7성분)을 넣고, 여기에 제5성분으로서 잔탄검을 넣은 다음, 제6성분으로서 폴리아크릴산나트륨 및 아크릴산/아크릴산나트륨 공중합체를 순차적으로 투입한 후, 혼합 교반하여 액상의 제2제 혼합물을 얻었다. First, sodium sesquicarbonate as the first component, tannin and L-ascorbic acid as the second component, sodium bicarbonate as the third component and sodium alginate as the fourth component are added to a mixing container, and mixed to obtain a powdery agent A first agent mixture was obtained. In addition, water (seventh component) was put into a mixing vessel equipped with a stirrer, xanthan gum was added as the fifth component, sodium polyacrylate and acrylic acid/sodium acrylate copolymer were sequentially added as the sixth component, and then mixed. Stirred to obtain a liquid second agent mixture.
다음으로, 상기 제2제 혼합물에 제1제 혼합물을 투입한 후, 혼합 교반하여 본 실시예에 따른 점액상의 자연발화 방지제를 제조하였다. 본 실시예에 따른 자연발화 방지제의 구체적인 성분 및 함량을 하기 [표 1]에 나타내었다. 하기 [표 1]에서, 각 성분의 함량은 자연발화 방지제의 전체 중량을 기준으로 한 백분율(중량%)이다. Next, the first agent mixture was added to the second agent mixture, and then mixed and stirred to prepare a mucus-like anti-fire agent according to this embodiment. Specific components and contents of the anti-fire agent according to this embodiment are shown in [Table 1] below. In the following [Table 1], the content of each component is a percentage (% by weight) based on the total weight of the spontaneous combustion inhibitor.
[실시예 2] [Example 2]
상기 실시예 1과 대비하여, 각 성분의 함량을 달리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 본 실시예에 따른 자연발화 방지제의 구체적인 성분 및 함량은 하기 [표 1]에 보인 바와 같다. In contrast to Example 1, the same procedure as in Example 1 was performed except that the content of each component was changed. Specific components and contents of the anti-fire agent according to this embodiment are as shown in [Table 1] below.
[비교예 1] [Comparative Example 1]
상기 실시예 1과 비교하여, 제1성분(세스퀴탄산나트륨)과 제6성분(폴리아크릴산나트륨 및 아크릴산/아크릴산나트륨 공중합체)을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 본 비교예에 따른 자연발화 방지제의 구체적인 성분 및 함량은 하기 [표 1]에 보인 바와 같다. Compared to Example 1, the same procedure as in Example 1 was performed except that the first component (sodium sesquicarbonate) and the sixth component (sodium polyacrylate and acrylic acid/sodium acrylate copolymer) were not added. The specific components and contents of the spontaneous combustion inhibitor according to this comparative example are as shown in [Table 1] below.
< 시험예 ><Test Example>
상기 각 실시예 및 비교예에 따른 자연발화 방지제에 대하여 석탄의 자연발화 방지능을 알아보고자 다음과 같이 실험을 진행하였다. In order to find out the spontaneous ignition prevention ability of coal with respect to the spontaneous combustion inhibitor according to each of the above Examples and Comparative Examples, an experiment was conducted as follows.
직육면체의 시험 용기를 여러 개 준비하고, 각 시험 용기의 바닥에 전열판을 설치한 다음, 상기 각 시험 용기에 유연탄을 25kg씩 넣은 석탄 더미 시편을 준비하였다. 이후, 각 실시예 및 비교예에 따른 자연발화 방지제를 500배(중량비율)의 물로 희석한 혼합액을 준비한 다음, 각 시험 용기의 석탄 더미(유연탄)에 혼합액을 250ml씩 분사하였다. A plurality of rectangular parallelepiped test vessels were prepared, a heat transfer plate was installed on the bottom of each test vessel, and coal pile specimens were prepared in which 25 kg of bituminous coal was put into each test vessel. Thereafter, a mixed solution obtained by diluting the anti-ignition agent according to each Example and Comparative Example with 500 times (weight ratio) of water was prepared, and then 250ml of the mixed solution was sprayed onto a pile of coal (bituminous coal) in each test container.
다음으로, 각 시험 용기에 설치된 전열판에 전원을 인가하여, 각 석탄 더미 시편에 대한 시간(day)에 따른 바닥온도(석탄 더미의 바닥층 온도), 중간온도(석탄 더미의 중간층 온도) 및 CO 발생량(석탄 더미의 중간층에서 발생된 CO의 농도)을 측정하였다. 이상의 결과를 하기 [표 2] 내지 [표 4]에 나타내었다. 하기 [표 5]는 대조군으로서, 이는 자연발화 방지제를 분사하지 않은 무처리의 석탄 더미 시편이다. Next, by applying power to the heat transfer plate installed in each test vessel, the bottom temperature (bottom layer temperature of the coal pile), the middle temperature (the middle layer temperature of the coal pile) and the amount of CO generated (day) for each coal pile specimen The concentration of CO generated in the middle layer of the coal heap) was measured. The above results are shown in [Table 2] to [Table 4] below. The following [Table 5] is a control, which is an untreated coal pile specimen not sprayed with an antipyretic agent.
첨부된 도 1은 상기 각 석탄 더미 시편에 대한 시간별 중간온도의 측정결과를 나타낸 그래프이고, 첨부된 도 2는 시간별 CO 발생량(CO 농도)의 측정결과를 나타낸 그래프이다. 그리고 하기 [표 6]은 상기 각 석탄 더미 시편에 대한 20일 후의 중간온도와 CO 발생량(CO 농도)을 보인 것이다. Attached FIG. 1 is a graph showing the measurement result of the intermediate temperature for each of the coal pile specimens over time, and attached FIG. 2 is a graph showing the measurement result of CO generation amount (CO concentration) over time. Table 6 below shows the median temperature and CO generation amount (CO concentration) after 20 days for each of the coal pile specimens.
이상의 결과로부터 확인되는 바와 같이, 자연발화 방지제를 적용(분사)한 경우, 대조군(무처리)보다 자연발화율이 현저히 낮아짐을 알 수 있었다. 상기 결과에서, 석탄 더미의 온도(바닥온도 및 중간온도)가 높고 CO 발생량(CO 농도)이 많을수록 석탄의 자연발화 가능성이 높음을 의미한다. As confirmed from the above results, it was found that the spontaneous ignition rate was significantly lower than that of the control group (untreated) when the spontaneous combustion inhibitor was applied (sprayed). From the above results, the higher the temperature (bottom temperature and middle temperature) of the coal heap and the higher the amount of CO generation (CO concentration), the higher the possibility of spontaneous ignition of the coal.
실시예들과 비교예 1을 대비하여 보면, 제1성분(세스퀴탄산나트륨)과 제6성분(폴리아크릴산나트륨 및 아크릴산/아크릴산나트륨 공중합체)이 첨가된 경우(실시예 1 및 2)가 그렇지 않은 경우(비교예 1)보다 온도 증가량 및 CO 발생량이 낮아 자연발화 방지능에 효과적임을 알 수 있었다. 이는 실시예들의 경우, 제1성분 및 제6성분에 의해 비교예 1보다 질식/냉각 기능이 우수함은 물론, 이는 특히 유황(S) 제거 및 열 제어(열 차단이나 열 흡수) 등의 기능을 갖기 때문인 것으로 판단된다. Comparing Examples and Comparative Example 1, the case where the first component (sodium sesquicarbonate) and the sixth component (sodium polyacrylate and acrylic acid/sodium acrylate copolymer) were added (Examples 1 and 2) was not It was found that the temperature increase and CO generation were lower than in the case (Comparative Example 1), and thus effective in preventing spontaneous ignition. In the case of the examples, the suffocation / cooling function is superior to that of Comparative Example 1 by the first component and the sixth component, as well as having functions such as sulfur (S) removal and heat control (heat blocking or heat absorption) It is believed to be due to
또한, 실시예 1과 실시예 2를 대비하며 보면, 상기 제1성분과 제6성분이 적정 함량으로 포함된 경우(실시예 1)가 미량으로 포함된 경우(실시예 2)보다 온도 증가량 및 CO 발생량이 낮게 평가됨을 알 수 있었다. In addition, when comparing Example 1 and Example 2, when the first component and the sixth component are included in appropriate amounts (Example 1), the temperature increase and CO It was found that the generation amount was evaluated as low.
[실시예 3 및 실시예 4] [Examples 3 and 4]
상기 실시예 2와 대비하여, 제8성분으로서 아민 화합물을 더 첨가한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하였다. 이때, 아민 화합물로는 요소(Urea)를 사용하였다. 본 실시예들에 따른 자연발화 방지제의 구체적인 조성(성분 및 함량)은 하기 [표 7]에 보인 바와 같다. 본 실시예들에 따른 자연발화 방지제를 실시예 2와 동일한 방법으로 석탄 더미에 분사한 후, 시간(day)에 따른 중간온도(석탄 더미의 중간층 온도)를 평가하였다. 하기 [표 7]에 각 석탄 더미 시편에 대한 20일 후의 중간온도를 나타내었다. 또한, 하기 [표 7]에는 실시예 1 및 실시예 2의 결과(20일 후의 중간온도)를 함께 나타내었다. In contrast to Example 2, the same procedure as in Example 2 was performed except that an amine compound was further added as the eighth component. At this time, urea was used as the amine compound. The specific composition (ingredients and contents) of the anti-fire agent according to the present embodiments are as shown in [Table 7] below. After spraying the anti-pyrotechnic agent according to the present examples to the coal heap in the same manner as in Example 2, the intermediate temperature (temperature of the middle layer of the coal heap) according to time (day) was evaluated. [Table 7] shows the median temperature after 20 days for each coal pile specimen. In addition, the following [Table 7] shows the results of Examples 1 and 2 (intermediate temperature after 20 days) together.
함량(중량%)ingredients and
Content (% by weight)
(1 : 500의 혼합액)After 20 days, the median temperature of the coal heap (℃)
(Mixed solution of 1:500)
상기 [표 7]에 보인 바와 같이, 실시예 2와 실시예 3, 4를 대비하며 보면, 모든 동일한 조건에서 제8성분으로서 아민 화합물(요소)이 더 첨가된 경우(실시예 3, 4)가 첨가되지 않은 경우(실시예 2)보다 중간온도(석탄 더미의 중간층 온도)가 낮게 평가됨을 알 수 있었다. 이는 아민 화합물(요소)의 첨가에 의해 냉각 기능 및 흡열 기능이 향상되었기 때문인 것으로 판단된다. As shown in [Table 7], when comparing Example 2 with Examples 3 and 4, the case where an amine compound (urea) was further added as the eighth component under all the same conditions (Examples 3 and 4) It was found that the middle temperature (temperature of the middle layer of the coal heap) was evaluated lower than when it was not added (Example 2). It is believed that this is because the cooling function and the heat absorbing function were improved by the addition of the amine compound (urea).
Claims (5)
질식 기능을 가지는 질식제;
냉각 기능을 가지는 냉각제; 및
코팅 기능을 가지는 코팅제를 포함하는 석탄의 자연발화 방지제.
It is a natural combustion inhibitor of coal that prevents spontaneous combustion of coal,
asphyxia agents having an asphyxiation function;
a coolant having a cooling function; and
A natural combustion inhibitor for coal containing a coating agent having a coating function.
상기 석탄의 자연발화 방지제는 아민 화합물을 더 포함하는 석탄의 자연발화 방지제.
According to claim 1,
The natural combustion inhibitor of coal further comprises an amine compound.
(1) 세스퀴탄산나트륨;
(2) 탄닌, L-아스코르빈산 및 이들의 염으로부터 선택된 하나 이상의 산화 방지제;
(3) 탄산수소나트륨;
(4) 알긴산나트륨 및 해조류 추출물로부터 선택된 하나 이상의 성분;
(5) 천연 다당류;
(6) 폴리아크릴산나트륨 및 아크릴산/아크릴산나트륨 공중합체로부터 선택된 하나 이상의 성분;
(7) 용매; 및
(8) 아민 화합물을 포함하는 석탄의 자연발화 방지제.
It is a natural combustion inhibitor of coal that prevents spontaneous combustion of coal,
(1) sodium sesquicarbonate;
(2) at least one antioxidant selected from tannins, L-ascorbic acid and salts thereof;
(3) sodium bicarbonate;
(4) at least one component selected from sodium alginate and seaweed extract;
(5) natural polysaccharides;
(6) at least one component selected from sodium polyacrylate and acrylic acid/sodium acrylate copolymer;
(7) solvents; and
(8) A pyrophoric agent for coal containing an amine compound.
상기 석탄의 자연발화 방지제는,
(1) 세스퀴탄산나트륨 5 ~ 30중량%;
(2) 탄닌, L-아스코르빈산 및 이들의 염으로부터 선택된 하나 이상의 산화 방지제 5 ~ 20중량%;
(3) 탄산수소나트륨 2 ~ 20중량%;
(4) 알긴산나트륨 및 해조류 추출물로부터 선택된 하나 이상의 성분 5 ~ 30중량%;
(5) 천연 다당류 5 ~ 30중량%;
(6) 폴리아크릴산나트륨 및 아크릴산/아크릴산나트륨 공중합체로부터 선택된 하나 이상의 성분 5 ~ 30중량%;
(7) 용매 10 ~ 70중량%; 및
(8) 아민 화합물 2 ~ 30중량%를 포함하는 석탄의 자연발화 방지제.
According to claim 3,
The natural ignition inhibitor of the coal,
(1) 5 to 30% by weight of sodium sesquicarbonate;
(2) 5 to 20% by weight of at least one antioxidant selected from tannins, L-ascorbic acid and salts thereof;
(3) 2 to 20% by weight of sodium bicarbonate;
(4) 5 to 30% by weight of one or more components selected from sodium alginate and seaweed extract;
(5) 5 to 30% by weight of a natural polysaccharide;
(6) 5 to 30% by weight of at least one component selected from sodium polyacrylate and acrylic acid/sodium acrylate copolymer;
(7) 10 to 70% by weight of a solvent; and
(8) A natural ignition inhibitor for coal containing 2 to 30% by weight of an amine compound.
상기 천연 다당류는 잔탄검, 구아검, 타라검, 타마린드검 및 로코스트 콩검으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 석탄의 자연발화 방지제.
According to claim 3 or 4,
The natural polysaccharide is a natural ignition inhibitor for coal comprising at least one selected from xanthan gum, guar gum, tara gum, tamarind gum, and locoast bean gum.
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