WO2021118258A1 - 분진 억제제 및 이를 이용한 분진 억제 방법 - Google Patents

분진 억제제 및 이를 이용한 분진 억제 방법 Download PDF

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WO2021118258A1
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dust
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glycol
coal
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PCT/KR2020/018056
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이원희
이광희
김기항
김성문
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주식회사 포스코
(주)미산이앤씨
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/22—Materials not provided for elsewhere for dust-laying or dust-absorbing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F5/00—Means or methods for preventing, binding, depositing, or removing dust; Preventing explosions or fires
    • E21F5/08—Rock dusting of mines; Depositing other protective substances
    • E21F5/12—Composition of rock dust

Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to a dust inhibitor and a dust suppression method using the same. Specifically, an embodiment of the present invention adsorbs dust scattered during coal unloading by a bucket, suppresses the generation of additional dust in the transport process such as a hopper and conveyor belt system, and at the same time extinguishes automatic oxidation of coal by cooling action It relates to a multi-purpose coal dust inhibitor and a dust suppression method using the same.
  • Coal which is a porous material, generally generates dust during loading and unloading operations.
  • coal absorbs oxygen in the air during unloading and transport, and the oxygen and volatile matter react to generate heat.
  • the surface area increases and the contact surface with oxygen expands, so the dust promotes automatic oxidation. Due to this automatic oxidation phenomenon, the volatile matter is volatilized and a bad odor is generated due to the harmful gas.
  • the actual customer who uses coal stores coal through unloading and transporting, and the first important factor is to form air bubbles and adsorb the dust scattered during the unloading operation by bucket, and the main function of the bubble-type scattering inhibitor is.
  • the bubble-type shatterproof agent maximizes the surface area compared to water to reduce the scattered dust by adsorbing the scattered dust, but it prevents additional dust generation due to lack of permeability when transported to the storage by the hopper and conveyor belt system after bucket operation. It cannot be suppressed and the generation of harmful gases due to the automatic oxidation of volatile matter cannot be suppressed. Therefore, it is the second important factor to have permeability to suppress the generation of harmful gases by quickly reducing the air bubbles adsorbing the dust to the liquid phase and rapidly penetrating into the coal to suppress the generation of additional dust and to extinguish the automatic oxidation by cooling action.
  • a bubble-type anti-scattering agent that uses polyvinyl alcohol and a surfactant to prevent scattering of dust.
  • polyvinyl alcohol, a surfactant, and an additive are mixed with water as the main raw material and sprayed in the form of bubbles, and the film formed hardens the surface of the coal to suppress dust.
  • the function of the dust adsorption function of the bubble is not considered fundamentally, only to maximize the efficiency and reduce the amount of use.
  • Such a scattering inhibitor is not a countermeasure to the dust generated during the transfer operation, but merely suppresses the generation of dust by hardening the surface of the stacked coal.
  • An embodiment of the present invention is to provide a dust inhibitor and a dust suppression method using the same. Specifically, an embodiment of the present invention adsorbs dust scattered during coal unloading by a bucket, suppresses the generation of additional dust in the transport process such as a hopper and conveyor belt system, and at the same time extinguishes automatic oxidation of coal by cooling action An object of the present invention is to provide a multipurpose coal dust inhibitor and a dust suppression method using the same.
  • the dust inhibitor according to an embodiment of the present invention includes 10 to 60% by weight of anionic surfactant, 1 to 30% by weight of nonionic surfactant, 10 to 30% by weight of glycol ether, and 20 to 50% by weight of solvent.
  • the dust inhibitor according to an embodiment of the present invention may further include 0.1 to 10% by weight of a foam stabilizer.
  • Anionic surfactants include sodium 2-ethylhexyl sulfate, sodium hexylsulfate, sodium octylsulfate, sodium dioctylsulfosuccinate, ammonium 2-ethylhexyl sulfate, ammonium hexylsulfate, ammonium octylsulfate and ammonium dioctyl sulfosuccinate.
  • the nonionic surfactant may include one or more of polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkenyl ether, and polyoxyethylene alkylphenyl ether.
  • Glycol ether is diethyleneglycol diethyl ether, diethyleneglycol dibutyl ether, dipropyleneglycol dimethyl ether, dipropyleneglycol dibutyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, triethyleneglycol dibutyl ether, ethylene glycol methyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethyleneglycol monobutyl ether ether), and may include at least one of dipropylene glycol.
  • the dust inhibitor is sprayed with water in the form of a foam concentrate by water pressure, and sprayed to the coal in the form of bubbles (Foaming).
  • It can be sprayed in a ratio of 1 to 5% by weight of the dust inhibitor and 95 to 99% by weight of the water.
  • the bubbles adsorbing dust are reduced to a liquid phase and penetrate into the coal, which is effective in suppressing additional dust generation.
  • the dust suppressant can quickly penetrate into the coal and extinguish the automatic oxidation of volatile matter through cooling, it is effective in reducing odors during transport.
  • coal can be managed safely and environmentally.
  • % means weight %, and 1 ppm is 0.0001 weight %.
  • the meaning of further including the additional element in the component means that the remaining element is included by replacing the additional amount of the additional element.
  • the dust inhibitor according to an embodiment of the present invention includes 10 to 60% by weight of anionic surfactant, 1 to 30% by weight of nonionic surfactant, 10 to 30% by weight of glycol ether, and 20 to 50% by weight of solvent.
  • the carbon groups of the hydrophobic part are adsorbed to the surface of the coal by the composition and mixing ratio described above, and the hydrophilic part and the glycol groups are attracted to water molecules to reduce the interfacial tension of the coal surface. do.
  • This increases the adsorption capacity of coal and water, allowing the coal to quickly absorb water, thereby increasing the weight of fine coal molecules and suppressing the generation of additional dust.
  • the additional suppression of dust generation by the permeability suppresses the generation of dust for a certain period of time by remaining as a characteristic agglomeration phenomenon (caking) even after moisture is evaporated.
  • the dust inhibitor contains 10 to 60% by weight of an anionic surfactant.
  • Anionic surfactants improve permeability together with nonionic surfactants. If too little anionic surfactant is included, the permeability and foaming property of the dust inhibitor cannot be adequately ensured. When too much anionic surfactant is included, the dust adsorption property of the dust inhibitor is lowered. More specifically, 20 to 40 wt% of anionic surfactant may be included.
  • Anionic surfactants include sodium 2-ethylhexyl sulfate, sodium hexylsulfate, sodium octylsulfate, sodium dioctylsulfosuccinate, ammonium 2-ethylhexyl sulfate, ammonium hexylsulfate, ammonium octylsulfate and ammonium dioctyl sulfosuccinate. More specifically, sodium dioctyl sulfosuccinate may be included.
  • the dust inhibitor includes 1 to 30% by weight of a nonionic surfactant.
  • Nonionic surfactants improve permeability together with anionic surfactants. When the nonionic surfactant is included too little, the permeability of the dust inhibitor cannot be adequately ensured. When the nonionic surfactant is included too much, the dust adsorption property of the dust inhibitor is lowered. More specifically, it may contain 5 to 15% by weight of a nonionic surfactant.
  • the nonionic surfactant may include one or more of polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkenyl ether, and polyoxyethylene alkylphenyl ether. More specifically, polyoxyethylene alkyl ethers may be included.
  • the dust inhibitor contains 10 to 30% by weight of glycol ether.
  • the glycol ether functions to lower the viscosity and increase the bonding strength between the composition components, and also to increase the usable period and improve the moisture drying efficiency. If the glycol ether is contained too little, it cannot perform the above-mentioned role properly. If too much glycol ether is included, a problem may occur in foaming. More specifically, it may contain 15 to 25% by weight of glycol ether.
  • Glycol ether is diethyleneglycol diethyl ether, diethyleneglycol dibutyl ether, dipropyleneglycol dimethyl ether, dipropyleneglycol dibutyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, triethyleneglycol dibutyl ether, ethylene glycol methyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethyleneglycol monobutyl ether), and may include at least one of dipropylene glycol. More specifically, it may include diethyleneglycol monobutyl ether.
  • a glycol compound may be further included in addition to glycol ether. Specifically, it may further include at least one of propylene glycol and butyl diglycol. When they are additionally included, 1 to 10% by weight may be further included in the total amount.
  • the dust suppressor contains 20 to 50% by weight of the solvent. By including the solvent, it is possible to stably compose the dust inhibitor in a form excellent in water solubility and dispersibility.
  • the dust inhibitor may include 0.1 to 10% by weight of the foam stabilizer.
  • the foam stabilizer include one of glycerin, glyceryl glucoside, polyoxyethylene methyl gluceth, betaine-based amphoteric surfactant and alkyl alcohol can be more than By adding the foam stabilizer, the foam can be formed more stably.
  • the dust inhibitor is sprayed with water in the form of a foam concentrate by water pressure, and sprayed to the coal in the form of bubbles (Foaming).
  • Foam form refers to a water-soluble functional drug (product) that generates foam (bubble) by mixing with water
  • the foam form refers to a foam (bubble) generated when water is mixed with a dust inhibitor composed of a water-soluble foam solution form.
  • the dust inhibitor according to an embodiment of the present invention can be mixed with water to make an aqueous dust inhibitor solution only when the product is in the form of a water-soluble undiluted solution. It can be evenly dispersed and applied to the
  • the composition of the dust inhibitor in the form of a water-soluble foam solution is to evenly disperse and apply the core material of the dust inhibitor at an appropriate concentration (ppm) to all bituminous coals as much as possible.
  • the dust inhibitor according to an embodiment of the present invention is to be mixed with water so that the foam is well generated.
  • the foam is more easily generated, thereby evenly dispersing and applying the dust inhibitor to the coal.
  • Air can be mixed through a compressor or the like for better foam generation and better retention.
  • It can be sprayed at a ratio of 1 to 5% by weight of the dust inhibitor and 95 to 99% by weight of water.
  • the adsorption property of scattered dust may decrease, and the quality may deteriorate.
  • it may be economical. More specifically, it may be sprayed in a proportion of 1 to 3 wt% of the dust inhibitor and 97 to 99 wt% of water.
  • a characteristic agglomeration phenomenon occurs and scattered dust is minimized.
  • This feature is a phenomenon caused by the special surfactant compound composition of the present invention, which cannot be seen in the existing bubble-type scattering inhibitors, and provides a technology for long-term storage of coal before use by the end-user without sprinkling work.
  • a dust inhibitor was prepared by mixing the ingredients and ratios in Table 1 below. After 250ml of the aqueous solution was poured into the container at 1% by weight each, 2.5g of coal in the form of 100mesh powder was put into the container, and the time for the coal to settle in the aqueous solution was measured and summarized in Table 1 below.
  • Anionic surfactant sodium dioctyl sulfosuccinate
  • Nonionic surfactant polyoxyethylene alkyl ether
  • glycol ether Diethylene glycol monobutyl ether
  • anti-foaming agent Glyceryl Glucoside
  • menstruum water
  • Comparative Examples 1 and 2 did not add a nonionic surfactant or an anionic surfactant was not added, so it could be confirmed that the permeability was inferior to those of Examples 1 to 3.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 분진 억제제는 음이온계 계면활성제 10 내지 60중량%, 비이온계 계면활성제 1 내지 30중량%, 글리콜에테르 10 내지 30중량% 및 용매 20 내지 50중량%를 포함한다.

Description

분진 억제제 및 이를 이용한 분진 억제 방법
본 발명의 일 실시예는 분진 억제제 및 이를 이용한 분진 억제 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예는 버켓에 의한 석탄 하역작업 시 비산되는 분진을 흡착하고 호퍼와 컨베이어벨트시스템 등 이송과정에서 추가적인 분진의 발생을 억제함과 동시에 냉각작용에 의해 석탄의 자동산화를 소화하는 다목적 석탄 분진 억제제 및 이를 이용한 분진 억제 방법에 관한 것이다.
다공성 물질인 석탄은 일반적으로 하역 및 이송작업 시 분진이 발생한다.
또한 석탄은 하역과 이송 중에 공기 중의 산소를 흡수하여 산소와 휘발분이 반응하여 열이 발생하는 자동산화 현상이 발생한다. 석탄입자의 크기가 작을수록 표면적이 증가하고 산소와의 접촉면이 확대되기 때문에 분진은 자동산화를 촉진한다. 이러한 자동산화 현상으로 인하여 휘발분이 휘발되어 유해가스에 의한 악취가 발생하게 된다.
석탄을 사용하는 실수요처는 하역과 이송작업을 거쳐 석탄을 저장하는데 버켓에 의한 하역작업 시 비산되는 분진을 기포를 형성시켜 흡착하는 것이 첫번째 중요 요인이며 기포형 비산방지제의 주기능이다.
그러나, 기포형 비산방지제는 물 대비 표면적을 극대화하여 비산되는 분진을 흡착하는 방식으로 비산되는 분진을 저감하지만 버켓작업 이후에 호퍼와 컨베이어벨트시스템으로 저장소까지 이송 시에 침투성 부족으로 인한 추가적인 분진발생을 억제할 수 없고 휘발분의 자동산화 현상에 의한 유해가스 발생도 억제할 수 없다. 그러므로 분진을 흡착한 기포가 액상으로 신속히 환원되어 석탄내부로 신속히 침투하여 추가적인 분진발생을 억제시키고 냉각작용으로 자동산화를 소화하여 유해가스 발생을 억제하도록 침투성을 갖추는 것이 두 번째 중요한 요인이다.
최근 분탄 비율이 높아 가격이 저렴한 석탄의 수입이 증가하고 있고 비산먼지에 대한 환경규제가 강화되고 있어 하역 및 이송작업 시 분진을 근본적으로 억제하는 분진 억제제 개발의 필요성이 제기되고 있다.
그러므로 버켓에 의한 하역작업 시 비산되는 분진을 흡착하고 액상으로 신속히 환원되어 석탄내부로 침투하여 추가적인 분진발생을 억제할 수 있는 다목적 분진억제제의 필요성이 부각되고 있다. 이와 함께 하역 및 이송작업 시에 자동산화로 발생되는 휘발성 유해가스를 억제하여 악취를 저감하는 기술도 석탄 실수요처의 사용 전 석탄 관리 측면에서 필수적으로 요구되는 기술이다.
분진 억제제로서, 폴리비닐알코올과 계면활성제를 활용하여 분진의 비산을 방지하는 기포형 비산방지제가 알려져 있다.
이 비산방지 방법은 폴리비닐알코올, 계면활성제, 첨가제(헥실렌 글리콜)를 주원료로 물과 혼합하여 기포형태로 분사하여 형성된 막이 석탄의 표면을 경화시켜 분진을 억제하는 방식으로 기포 발생을 통해 도포면적을 최대화하고 사용량을 줄이도록 할 뿐, 근본적으로 기포의 분진 흡착 기능에 대한 기능이 고려되어 있지 않다.
이러한 비산방지제는 이송 작업 중 발생하는 분진에 대한 대응방법이 아닌 야적된 석탄의 표면을 경화시켜 분진 발생을 억제하는 것에 불과하다.
본 발명의 일 실시예는 분진 억제제 및 이를 이용한 분진 억제 방법을 제공하고자 한다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예는 버켓에 의한 석탄 하역작업 시 비산되는 분진을 흡착하고 호퍼와 컨베이어벨트시스템 등 이송과정에서 추가적인 분진의 발생을 억제함과 동시에 냉각작용에 의해 석탄의 자동산화를 소화하는 다목적 석탄 분진 억제제 및 이를 이용한 분진 억제 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 분진 억제제는 음이온계 계면활성제 10 내지 60중량%, 비이온계 계면활성제 1 내지 30중량%, 글리콜에테르 10 내지 30중량% 및 용매 20 내지 50중량%를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 분진 억제제는 포안정제 0.1 내지 10 중량% 더 포함할 수 있다.
음이온계 계면활성제는 나트륨 2-에틸헥실 술페이트, 나트륨 헥실술페이트, 나트륨 옥틸술페이트, 나트륨 디옥틸 술포숙시네이트, 암모늄 2-에틸헥실 술페이트, 암모늄 헥실술페이트, 암모늄 옥틸술페이트 및 암모늄 디옥틸 술포숙시네이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
비이온계 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 알케닐 에테르 및 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 에테르 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
글리콜에테르는 디에틸렌글리콜 디에틸 에테르(diethyleneglycol diethyl ether), 디에틸렌글리콜 디부틸 에테르(diethyleneglycol dibutyl ether), 디프로필렌글리콜 디메틸 에테르(dipropyleneglycol dimethyl ether), 디프로필렌글리콜 디부틸 에테르(dipropyleneglycol dibutyl ether), 트리에틸렌 글리콜 디메틸 에테르(triethylene glycol dimethyl ether), 트리에틸렌글리콜 디에틸 에테르(triethylene glycol diethyl ether), 트리에틸렌글리콜 디부틸 에테르(triethyleneglycol dibutyl ether), 에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(ethylene glycol methyl ether acetate), 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트(ethylene glycol monoethyl ether acetate), 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트(ethylene glycol monobutyl ether acetate), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(propylene glycol monomethyl ether acetate) 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르(diethyleneglycol monobutyl ether), 및 디프로필렌글리콜(dipropyleneglycol) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 분진 억제 방법은 분진 억제제를 포원액 형태(Foam Concentrate)로 수압에 의해 물과 함께 분사하여 기포 형태(Foaming)로 석탄에 분사한다.
분진 억제제 1 내지 5 중량% 및 상기 물 95 내지 99 중량% 비율로 분사할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 소량의 분진억제제로 펌프의 동력 없이 수압만으로 기포를 형성하여 비산되는 분진을 흡착할 수 있다.
또한 분진을 흡착한 기포가 액상으로 환원되어 석탄내부로 침투하여 추가적인 분진발생을 억제하는데 효과가 있다.
또한 분진억제제가 석탄에 신속히 침투하면서 냉각작용으로 휘발분의 자동산화를 소화할 수 있기 때문에, 이송작업 시 악취를 저감하는데 효과가 있다.
또한 석탄의 비산되는 분진을 억제하고 추가적인 분진의 발생을 억제함과 동시에 자동산화로 인한 악취도 저감할 수 있기 때문에, 분탄 비율이 높아 가격이 저렴한 석탄을 환경문제 없이 사용할 수 있어 경제적으로 석탄을 구매하여 안전하고 친환경적으로 석탄을 관리할 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.
본 발명의 일 실시예에서 성분에 추가 원소를 더 포함하는 것의 의미는 추가 원소의 추가량 만큼 잔부인 원소를 대체하여 포함하는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 의한 분진 억제제는 음이온계 계면활성제 10 내지 60중량%, 비이온계 계면활성제 1 내지 30중량%, 글리콜에테르 10 내지 30중량% 및 용매 20 내지 50중량%를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 의한 분진 억제제는 전술한 성분 구성 및 배합 비율에 의해 소수성 부분의 탄소기들이 석탄표면에 흡착하고, 친수성 부분 및 글리콜기들이 물 분자를 잡아 당겨 석탄 표면의 계면 장력을 줄이게 된다. 이는 석탄과 물의 흡착력을 높여 석탄이 물을 빠르게 함습하게 함으로써 미세석탄 분자의 중량을 높여 추가적인 분진의 발생을 억제한다. 또한 상기 침투성에 의한 추가적인 분진발생 억제는 수분이 증발된 후에도 특유의 뭉침현상(케이킹)으로 잔존하여 일정기간 분진의 발생을 억제한다.
이하에서는 각 성분별로 구체적으로 설명한다.
분진 억제제는 음이온계 계면활성제를 10 내지 60중량% 포함한다.
음이온계 계면활성제는 비이온계 계면활성제와 함께 침투성을 향상시킨다. 음이온계 계면활성제가 너무 적게 포함되면, 분진 억제제의 침투성 및 기포성을 적절히 확보할 수 없다. 음이온계 계면활성제가 너무 많이 포함되면, 분진 억제제의 분진 흡착성이 저하된다. 더욱 구체적으로 음이온계 계면활성제를 20 내지 40 중량% 포함할 수 있다.
음이온계 계면활성제는 나트륨 2-에틸헥실 술페이트, 나트륨 헥실술페이트, 나트륨 옥틸술페이트, 나트륨 디옥틸 술포숙시네이트, 암모늄 2-에틸헥실 술페이트, 암모늄 헥실술페이트, 암모늄 옥틸술페이트 및 암모늄 디옥틸 술포숙시네이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 나트륨 디옥틸 술포숙시네이트를 포함할 수 있다.
분진 억제제는 비이온계 계면활성제를 1 내지 30중량% 포함한다. 비이온계 계면활성제는 음이온계 계면활성제와 함께 침투성을 향상시킨다. 비이온계 계면활성제가 너무 적게 포함되면, 분진 억제제의 침투성을 적절히 확보할 수 없다. 비이온계 계면활성제가 너무 많이 포함되면, 분진 억제제의 분진 흡착성이 저하된다. 더욱 구체적으로 비이온계 계면활성제를 5 내지 15 중량% 포함할 수 있다.
비이온계 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 알케닐 에테르 및 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 에테르 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르를 포함할 수 있다.
분진 억제제는 글리콜에테르를 10 내지 30중량% 포함한다. 글리콜에테르는 점도를 낮추고 조성물 구성 성분 간의 결합력을 높이며, 또한 사용 가능 기간을 늘려주고 수분 건조 효율을 향상시키는 기능을 수행한다. 글리콜에테르가 너무 적게 포함되면, 전술한 역할을 적절히 수행할 수 없다. 글리콜에테르가 너무 많이 포함되면, 기포형성에 문제가 발생할 수 있다. 더욱 구체적으로 글리콜에테르를 15 내지 25 중량% 포함할 수 있다.
글리콜에테르는 디에틸렌글리콜 디에틸 에테르(diethyleneglycol diethyl ether), 디에틸렌글리콜 디부틸 에테르(diethyleneglycol dibutyl ether), 디프로필렌글리콜 디메틸 에테르(dipropyleneglycol dimethyl ether), 디프로필렌글리콜 디부틸 에테르(dipropyleneglycol dibutyl ether), 트리에틸렌 글리콜 디메틸 에테르(triethylene glycol dimethyl ether), 트리에틸렌글리콜 디에틸 에테르(triethylene glycol diethyl ether), 트리에틸렌글리콜 디부틸 에테르(triethyleneglycol dibutyl ether), 에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(ethylene glycol methyl ether acetate), 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트(ethylene glycol monoethyl ether acetate), 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트(ethylene glycol monobutyl ether acetate), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(propylene glycol monomethyl ether acetate), 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르(diethyleneglycol monobutyl ether), 및 디프로필렌글리콜(dipropyleneglycol) 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르(diethyleneglycol monobutyl ether)를 포함할 수 있다.
글리콜에테르 외에 글리콜 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 구체적으로 프로필렌글리콜 및 부틸디글리콜 중 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다. 이들을 추가로 포함하는 경우, 그 합량으로 1 내지 10 중량% 더 포함할 수 있다.
분진 억제제는 용매를 20 내지 50중량% 포함한다. 용매를 포함함으로써, 안정적으로 수용성과 분산성이 우수한 형태로 분진 억제제를 조성할 수 있다.
전술한 성분 외에 분진 억제제는 포안정제를 0.1 내지 10 중량% 포함할 수 있다. 포안정제의 예로는 글리세린(Glycerin), 글리세릴 글루코사이드(Glyceryl Glucoside), 폴리옥시에틸렌 메틸 글루세스(Polyoxyethylene Methyl Gluceth), 베타인(Betaine)계 양쪽성 계면활성제 및 알킬 알코올(Alkyl Alcohol) 중 1종 이상이 될 수 있다. 포안정제를 추가함으로써, 기포를 더욱 안정적으로 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 분진 억제 방법은 분진 억제제를 포원액 형태(Foam Concentrate)로 수압에 의해 물과 함께 분사하여 기포 형태(Foaming)로 석탄에 분사한다.
포원액 형태는 물과 혼합하여 포(거품)를 발생시키는 수용성의 기능성 약제(제품)를 말하고, 상기 포 형태는 수용성의 포원액 형태로 조성된 분진 억제제와 물의 혼합시 발생되는 포(거품)를 말하는 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 억제제는 수용성 포원액 형태의 제품이어야만 물과 혼합하여 분진 억제제 수용액을 만들 수 있고, 이렇게 하여야 포배율만큼의 부피로 확대되어 포 형태로 많은 양의 석탄에 고르게 분산 및 도포할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에서 분진 억제제를 수용성의 포원액 형태로 조성한 것은 분진 억제제의 핵심물질을 적정한 농도(ppm)로 가급적 모든 유연탄에 고르게 분산 및 도포하기 위한 것이다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 억제제는 물과 혼합하여 포가 잘 발생되도록 하는 것이 목적인데 공기가 함께 혼합이 되면 포는 더욱 잘 발생되고, 이에 의해 분진 억제제를 석탄에 고르게 분산 및 도포할 수 있다.
즉, 분진 억제제에 공기를 인위적으로 혼합시키지 않아도 물이 수압에 의해 공급되기 때문에, 포배율의 범위 내에서 공기가 물과 함께 혼합되므로 포를 발생시켜주는 데는 문제가 없다. 좀 더 좋은 포를 더 잘 발생시키고 더 잘 유지시키기 위해서는 컴프레샤 등을 통해 공기를 혼합할 수 있다.
분진 억제제 1 내지 5 중량% 및 물 95 내지 99 중량% 비율로 분사할 수 있다. 분진 억제제가 너무 적은 경우, 비산되는 분진의 흡착성이 감소하여, 품질이 저하될 수 있다. 분진 억제제가 너무 많은 경우, 경제성이 떨어질 수 있다. 더욱 구체적으로 분진 억제제 1 내지 3 중량% 및 물 97 내지 99 중량% 비율로 분사할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 분진억제제를 분사한 석탄은 습기가 없는 건조사태가 되더라도 특유의 뭉침현상(케이킹)이 발생하여 비산되는 분진이 최소화되는 특징을 나타낸다. 이러한 특징은 기존의 기포형 비산방지제에서는 볼 수 없는 본 발명의 특별한 계면활성제 화합물 조성에 의한 현상으로 실수요처가 살수작업 없이도 사용 전 석탄을 장기 보관할 수 있는 기술을 제공한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
하기 표 1의 성분 및 비율로 혼합하여 분진 억제제를 제조하였다. 용기에 각 1중량%으로 수용액을 250ml씩 따른 후에 100mesh 분말 형태의 석탄 2.5g을 용기에 넣고, 석탄이 수용액에 침강되는 시간을 측정하여 하기 표 1에 정리하였다.
또한 건조 후 분진억제성 평가를 위해 접시형태 용기에 석탄을 각각 50g 놓은 상태에서 분진 억제제 1중량%로 수용액을 각 10ml씩 분사하고 건조시킨 후 상태를 측정하여 하기 표 1에 정리하였다.
음이온계 계면활성제
(나트륨 디옥틸 술포숙시네이트)		 비이온계 계면활성제
(폴리옥시에틸렌 알킬 에테르)		 글리콜
에테르
(디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르)		 포안정제
(글리세릴 글루코사이드)		 용매
(물)		 침강 시간 뭉침 현상
실시예 1 40 중량% 10 중량% 15 중량% 5중량% 30중량% 10초 O
실시예 2 35 중량% 5 중량% 20중량% 3중량% 37중량% 11초 O
실시예 3 25 중량% 15 중량% 15 중량% 5중량% 40중량% 14초 O
비교예 1 50 중량% - 20중량% 5중량% 35중량% 42초 O
비교예 2 - 50중량% 20중량% 5중량% 35중량% 50초 O
비교예 3 에프 500(Hazard Control Technologies, INC) 60초 X
표 1에 나타나듯이, 실시예 1 내지 실시예 3과 같이 음이온계 계면활성제, 비이온계 계면활성제, 글리콜에테르를 적절히 포함하는 실시예 1 내지 실시예 3은 침강 시간이 짧고, 뭉침현상이 발생함을 확인할 수 있다.즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 분진 억제제 수용액을 분사한 석탄은 분진의 발생이 억제되는 것으로 파악되었다. 또한 분진 억제제가 장기간 분진발생을 억제하는 특성이 구현됨을 확인할 수 있다.
반면, 비교예 1 및 비교예 2는 비이온 계면활성제가 첨가되지 않거나, 음이온 계면활성제가 첨가되지 않아, 침투성이 실시예 1 내지 3에 비해 열위함을 확인할 수 있다.
한편, 상용되는 에프 500은 침투성 면에서 실시예 1 내지 3에 비해 열위할 뿐더러, 뭉침현상도 발생하지 않아, 장기간 분진발생을 억제하기는 어려운 것으로 확인된다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (7)

  1. 음이온계 계면활성제 10 내지 60중량%, 비이온계 계면활성제 1 내지 30중량%, 글리콜에테르 10 내지 30중량% 및 용매 20 내지 50중량%를 포함하는 분진 억제제.
  2. 제1항에 있어서,
    포안정제 0.1 내지 10 중량% 더 포함하는 분진 억제제.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 음이온계 계면활성제는 나트륨 2-에틸헥실 술페이트, 나트륨 헥실술페이트, 나트륨 옥틸술페이트, 나트륨 디옥틸 술포숙시네이트, 암모늄 2-에틸헥실 술페이트, 암모늄 헥실술페이트, 암모늄 옥틸술페이트 및 암모늄 디옥틸 술포숙시네이트 중 1종 이상을 포함하는 분진 억제제.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비이온계 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 알케닐 에테르 및 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 에테르 중 1종 이상을 포함하는 분진 억제제.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 글리콜에테르는 디에틸렌글리콜 디에틸 에테르(diethyleneglycol diethyl ether), 디에틸렌글리콜 디부틸 에테르(diethyleneglycol dibutyl ether), 디프로필렌글리콜 디메틸 에테르(dipropyleneglycol dimethyl ether), 디프로필렌글리콜 디부틸 에테르(dipropyleneglycol dibutyl ether), 트리에틸렌 글리콜 디메틸 에테르(triethylene glycol dimethyl ether), 트리에틸렌글리콜 디에틸 에테르(triethylene glycol diethyl ether), 트리에틸렌글리콜 디부틸 에테르(triethyleneglycol dibutyl ether), 에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(ethylene glycol methyl ether acetate), 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트(ethylene glycol monoethyl ether acetate), 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트(ethylene glycol monobutyl ether acetate), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(propylene glycol monomethyl ether acetate), 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르(diethyleneglycol monobutyl ether), 및 디프로필렌글리콜(dipropyleneglycol) 중 1종 이상을 포함하는 분진 억제제.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 분진 억제제를 포원액 형태(Foam Concentrate)로 수압에 의해 물과 함께 분사하여 기포 형태(Foaming)로 석탄에 분사하는 분진 억제 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 분진 억제제 1 내지 5 중량% 및 상기 물 95 내지 99 중량% 비율로 분사하는 분진 억제 방법.
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