一種防止干燥褐煤自燃的阻化劑的制備方法和使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防止煤自燃阻化劑的制備方法和使用方法，特別是一種防止干燥褐煤自燃的阻化劑的制備方法和使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)的煤炭資源豐富，其產(chǎn)量和消耗量均居世界首位，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展關(guān)鍵的動(dòng)力基礎(chǔ)資源。而在煤炭的生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中，氧化自燃發(fā)火現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，且自燃發(fā)火前期不容易被發(fā)現(xiàn)。
[0003]我國(guó)已發(fā)現(xiàn)的煤炭中儲(chǔ)量最大的就是褐煤，約占全國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量的17%。褐煤是低變質(zhì)程度煤，因其氧含量高、孔隙度大、揮發(fā)分高和反應(yīng)活性強(qiáng)等特點(diǎn)，正逐漸成為發(fā)電、熱解、氣化和液化等煤炭潔凈利用領(lǐng)域的主要煤種。而正因?yàn)檫@些特點(diǎn)，褐煤自燃傾向性高，在空氣中極易發(fā)生氧化，最終導(dǎo)致自燃發(fā)火。
[0004]目前，防滅火技術(shù)主要有注水灌漿、充入惰性氣體、添加阻化劑、均壓堵漏、泡沫和膠體防滅火等。以上的防滅火技術(shù)各有特點(diǎn)，其中利用阻化劑防治煤自燃，是當(dāng)前常用的一種防滅火技術(shù)，一般來(lái)說(shuō)，阻化劑對(duì)煤炭的主要阻化作用是物理作用，同時(shí)發(fā)生部分化學(xué)反應(yīng)，該技術(shù)成本較低、操作簡(jiǎn)單且阻化效果較好，得到了廣泛認(rèn)可和應(yīng)用。而每一種阻化劑都有它的優(yōu)勢(shì)和局限性，其作用機(jī)理和作用效果也不盡相同。
[0005]目前國(guó)內(nèi)在選擇阻化劑時(shí)存在盲目性，不能有效針對(duì)解決自身煤種自燃問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是要提供一種防止干燥褐煤自燃的阻化劑的制備方法和使用方法，該阻化劑具有:①作用效果明顯，阻化壽命長(zhǎng)；②無(wú)毒無(wú)污染，不危害人員健康，不破壞環(huán)境易生產(chǎn)，原料成本低，使用便捷；④對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕。
[0007]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明的阻化劑的制備方法；該阻化劑包含組分(A)和組分(B)，具體步驟如下:
[0008](1)制樣:將褐煤剝?nèi)ケ砻嫜趸瘜?，繼而進(jìn)行快速破碎，篩分出足夠量1mm <粒度
<4mm的煤樣；
[0009](2)在三口燒瓶中加入磷酸，加熱升溫，邊攪拌邊加入計(jì)量好的尿素(與磷酸摩爾比為8:9)，控制溫度不要超過(guò)80°C。待尿素全部溶解完后，將溶液進(jìn)一步升溫，經(jīng)發(fā)泡、聚合、固化三個(gè)階段可得到白色固體，即低聚磷酸銨。產(chǎn)生的氣體經(jīng)回流冷凝、水洗后用1.0mol/L的氫氧化鈉溶液吸收；
[0010](3)按質(zhì)量計(jì)，組分(A)是占60-80wt%主阻化劑，組分(B)是占20_40%的副催化劑；將其均勻混合成阻化劑粉；
[0011](4)取阻化劑粉和水按重量計(jì)1-5: 5的比例進(jìn)行充分混合成阻化劑溶液。
[0012]本發(fā)明的使用方法具體步驟:按質(zhì)量體積比計(jì)，g煤樣/ml阻化液，將1:0.1-2.0比例的阻化溶液均勻噴灑于煤樣表面即可。
[0013]所述的主阻化劑為氯化鎂。
[0014]所述的副阻化劑為磷酸二氫銨和低聚磷酸銨，按質(zhì)量百分比1:1-2混合而得。
[0015]所述的副阻化劑低聚磷酸銨是由磷酸、尿素合成而得，合成時(shí)控制溫度不得超過(guò)80°C，合成生成的氣體由氫氧化鈉溶液吸收。磷酸與尿素的摩爾比為8:9。
[0016]有益效果，由于采用了上述方案，應(yīng)用熱重分析儀實(shí)驗(yàn)測(cè)定證實(shí)煤樣失水活化能和著火活化能明顯提高，著火點(diǎn)提高至130°C以上，阻化效果顯著。阻化劑經(jīng)濟(jì)、無(wú)污染、運(yùn)輸方便、使用簡(jiǎn)單；同時(shí)噴灑簡(jiǎn)單，便于操作。
[0017](1)阻化煤樣在水分蒸發(fā)階段的活化能為38.21kJ/mol,比原煤的30.48kJ/mol高出25.4% ;在吸氧氧化階段的活化能為2.97kJ/mol,比原煤的-3.56kJ/mol高出183.4%。即經(jīng)過(guò)阻化的褐煤自燃臨界溫度由75°C提高到132°C。
[0018](2)該阻化劑對(duì)人體無(wú)害，對(duì)人體皮膚、眼睛的黏膜組織的刺激性也很小。因此，本降塵劑對(duì)人體安全。
[0019](3)該阻化劑對(duì)設(shè)備幾乎無(wú)腐蝕性。
[0020](4)該阻化劑原料成本低，使用便捷，且易于保存。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明的阻化劑的制備方法，該阻化劑包含組分(A)和組分(B);具體步驟如下:
[0022](1)制樣:將褐煤剝?nèi)ケ砻嫜趸瘜?，繼而進(jìn)行快速破碎，篩分出足夠量1mm <粒度
<4mm的煤樣；
[0023](2)在三口燒瓶中加入磷酸，加熱升溫，邊攪拌邊按摩爾比8:9加入計(jì)量好的尿素(與磷酸摩爾比為8:9)，控制溫度不要超過(guò)80°C。待尿素全部溶解完后，將溶液進(jìn)一步升溫，經(jīng)發(fā)泡、聚合、固化三個(gè)階段可得到白色固體，即低聚磷酸銨。產(chǎn)生的氣體經(jīng)回流冷凝、水洗后用1.0mol/L的氫氧化鈉溶液吸收；
[0024](3)按質(zhì)量計(jì)，組分(A)是占60_80wt %主阻化劑，組分⑶是占20-40 %的副催化劑；將其均勻混合成阻化劑粉；
[0025](4)取阻化劑粉和水按重量計(jì)1-5: 5的比例進(jìn)行充分混合成阻化劑溶液。
[0026]本發(fā)明使用方法具體步驟:按質(zhì)量體積比計(jì)，g煤樣/ml阻化液，將1:0.1-2.0比例的阻化溶液均勻噴灑于煤樣表面即可。
[0027]噴灑阻化溶液后的阻化煤樣在水分蒸發(fā)階段的活化能較原干燥褐煤提高25%以上，在吸氧氧化階段的活化能較原干燥褐煤提高170%以上，褐煤自燃臨界溫度可由原煤的75°C左右提高到136°C以上，阻化效果顯著。
[0028]所述的主阻化劑為氯化鎂。
[0029]所述的副阻化劑為磷酸二氫銨和低聚磷酸銨，按質(zhì)量百分比1:1-2混合而得。
[0030]所述的副阻化劑低聚磷酸銨是由磷酸、尿素合成而得，合成時(shí)控制溫度不得超過(guò)80°C，合成生成的氣體由氫氧化鈉溶液吸收。磷酸與尿素的摩爾比為8:9。
[0031]本發(fā)明涉及一種防止煤炭自燃的阻化劑，在水中加入阻化劑配置成阻化溶液，按比例噴灑在煤堆上，便可以防止煤炭自燃。
[0032]實(shí)施例1:
[0033](1)制樣:將褐煤剝?nèi)ケ砻嫜趸瘜?，繼而進(jìn)行快速破碎，篩分出足夠量1mm <粒度<4mm的煤樣。
[0034](2)在三口燒瓶中加入的磷酸，加熱升溫，邊攪拌邊加入計(jì)量好的尿素(與磷酸摩爾比為8:9)，控制溫度不要超過(guò)80°C。待尿素全部溶解完后，將溶液進(jìn)一步升溫，經(jīng)發(fā)泡、聚合、固化三個(gè)階段可得到白色固體，即低聚磷酸銨。產(chǎn)生的氣體經(jīng)回流冷凝、水洗后用1.0mol/L的氫氧化鈉溶液吸收；
[0035](3)按質(zhì)量計(jì)，組分㈧是占60%主阻化劑，組分⑶是占40%的副催化劑。將其均勻混合成阻化劑粉；
[0036](4)取阻化劑粉和水按重量計(jì)2: 5的比例進(jìn)行充分混合成阻化劑溶液；
[0037](5)取煤樣1克與阻化劑溶液0.3mL均勻混合；
[0038](6)應(yīng)用熱重分析儀，實(shí)驗(yàn)測(cè)定條件確定；
[0039](7)測(cè)定煤樣起始溫度為T。和失水結(jié)束點(diǎn)溫度T 1；
[0040](8)最后根據(jù)求解出的失水結(jié)束點(diǎn)溫度和著火活化能的增加值。
[0041]2、阻化效果
[0042]煤樣臨界溫度達(dá)到79