一種採用以乳化原油製備阻燃劑防止煤堆自燃的方法
2024-01-25 22:20:15
一種採用以乳化原油製備阻燃劑防止煤堆自燃的方法
【專利摘要】一種以乳化原油粘合煤粉形成阻燃劑，通過煤堆表面覆蓋將煤堆與環境空氣隔離，以減弱其內部的氧化反應，達到延遲自燃著火目的的方法發明。本發明阻燃劑組分和重量比為：55—68份粒度小於2mm原煤煤粉，5—15份原油，25—35份水，0.5--1.5份分散劑。本發明在煤堆表面的阻燃劑成殼後，能保證煤堆130天不自燃；與未覆蓋煤堆相比，阻燃劑能明顯降低煤堆內部溫度；不對鍋爐運行工況產生不良影響，能防止煤堆風損雨損，減少儲煤損失和防止環境汙染。本方法尤其適宜堆高在4m以上大煤堆實施機械噴灑應用。
【專利說明】一種採用以乳化原油製備阻燃劑防止煤堆自燃的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種防止煤堆自燃的方法，具體涉及一種採用以乳化原油與煤粉混合製備阻燃劑防止煤堆自燃的方法。
【背景技術】
[0002]在煤炭實際生產、運輸、儲存和利用的過程中，例如在煤礦、電廠的露天煤堆，遠洋船舶和鐵路運輸過程中存放在運輸箱中的煤堆，都常常發生自燃現象。據統計，我國每年大約有56%的國有煤礦存在煤炭自然發火的危險，加上在運輸過程中煤發生的自燃，國家每年都因此遭受巨大的經濟和資源損失，同時煤的自燃還會帶來嚴重的環境汙染。
[0003]煤的自燃是一個極其複雜的多孔介質中的化學反應與傳熱、傳質相耦合的過程，由煤的化學成分、空間結構、物理性能等多種內在因素和供氧、散熱、堆積的緊密程度等外部條件共同作用所決定的。一般認為，煤與空氣中氧氣接觸導致的低溫氧化過程是最主要的原因，因此，可通過控制由煤堆邊界進入煤體內部的氧量，來達到抑制煤堆自燃現象的目的。在煤堆表面覆蓋一層以煤為主原料輔以少量原油的緻密覆蓋層，將煤堆與環境中的空氣隔離，減弱其內部的氧化反應，使得引起煤堆發生自燃現象的低溫氧化反應不能持續進行，從而煤堆的溫升速率減慢，達到延遲自然著火的目的。
[0004]目前，用於煤堆阻燃的物理方法有小角度堆煤，壓實，灑水等，由於存在煤堆佔地面積大，工作強度高和阻燃效果不佳等原因，人們採用意願不高。市面上化學添加劑品種比如胺鹽類阻化劑和高聚物乳液阻化劑，價格昂貴、使用量大，防護效果不理想，有些還對隨後的燃燒過程有害或產生汙染，對設備產生腐蝕，推廣範圍受到限制。水灰漿覆蓋法有一定的經濟性，但在煤堆用於爐膛燃燒時由於水灰漿的不可燃性，降低了燃料的燃燒熱值。煤粉覆蓋法由於煤粉有一定的孔隙率，隔絕空氣效果相對較差，煤粉用量較大，施工存在不便。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題，就是提供一種採用以乳化原油與煤粉混合製備阻燃劑防止煤堆自燃的方法，本發明的方法阻燃效果好，安全、環保，且不會對鍋爐燃燒設備產生腐蝕，不對鍋爐運行工況產生不良影響，還有成本低廉方面施工適於推廣的特點。
[0006]解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是:
[0007]—種採用以乳化原油製備阻燃劑防止煤堆自燃的方法，其特徵是:所述阻燃劑的組份和重量配比為:煤粉55— 68，原油5 —15，水25— 35，分散劑0.5—1.5 ；
[0008]所述的方法包括以下步驟:
[0009]將所述阻燃劑的煤粉原料鋪在煤堆表面，覆蓋的煤粉厚度為5-10mm ；
[0010]配置乳化液:將所述阻燃劑的原油加入盛有所述分量水的容器中，再加入所述分散劑，在常壓常溫下高速攪拌形成均勻溶液；
[0011]最後將乳化液均勻噴灑在煤堆煤粉層表面上，乾燥後形成較硬殼體即可。
[0012]所述的原油在50°C條件下的運動粘度小於1863.0mm2/s，在20°C條件下的密度小於990.3kg/m3 ;所述的煤粉為粒度小於2mm的煙煤；
[0013]所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉、石油磺酸鹽、磺化腐殖酸鈉或苄基奈磺酸甲醛縮合物其中之一。
[0014]本發明適用於煤堆堆高在4m以上大煤堆，並實施機械噴灑。
[0015]本發明開發出一種以乳化原油粘合煤粉形成阻燃劑，通過煤堆表面覆蓋將煤堆與環境空氣隔離，以減弱其內部的氧化反應，達到延遲自燃著火的目的。乳化原油含有複雜的高分子聚合物以及分散劑，利用高分子鏈的空間位阻效應以及表面活性劑特殊的親水親油特性可以使其和煤粒緊密形成較硬外殼阻止氧氣進入煤堆，從而延緩或停止煤堆的低溫氧化反應達到阻止煤堆自燃的目的。
[0016]本發明優點和積極效果是:
[0017](I)阻燃劑層形成後，能保證煤堆130天內不自燃；
[0018](2)與未覆蓋煤堆相比，阻燃劑層能明顯降低煤堆內部溫度；
[0019](3)阻燃劑不對鍋爐運行工況產生不良影響。
[0020](4)阻燃劑層能防止煤堆風損雨損，減少儲煤損失，能有效防止環境汙染；
[0021](5)本方法尤其適宜堆高在4m以上大煤堆實施機械噴灑。
【具體實施方式】
[0022]本發明的採用以乳化原油與煤粉混合製備之阻燃劑防止煤堆自燃的方法實施例一，包括以下步驟:
[0023]先將所述阻燃劑的煤粉原料鋪在煤堆表面，覆蓋的煤粉厚度為5-10_ ；
[0024]然後配置乳化液:將後面所述阻燃劑的原油加入盛有所述分量的水的容器中，再加入所述分散劑，在常壓常溫下高速攪拌形成均勻溶液；
[0025]最後將乳化液均勻噴灑在煤堆煤粉層表面上，乾燥後形成較硬殼體即可。
[0026]本發明適用於煤堆堆高在4m以上大煤堆，並實施機械噴灑。
[0027]阻燃劑的組份和重量配比為:
[0028]粒度小於2mm的煙煤煤粉55，在50°C條件下的運動粘度小於3726.0mm2/s、在20°C條件下的密度小於990.3kg/m3的原油5，水25，分散劑十二烷基苯磺酸鈉0.5。
[0029]實施例二，方法步驟，以及原油在50°C條件下的運動粘度和在20°C條件下的密度同實施例一，只阻燃劑的組份和重量配比為:煤粉68，原油15，水35，分散劑1.5。
[0030]實施例三，方法步驟，以及原油在50°C條件下的運動粘度和在20°C條件下的密度同實施例一，只阻燃劑的組份和重量配比為:煤粉61.5，原油10，水30，分散劑I。
[0031]實施例四，方法步驟，以及原油在50°C條件下的運動粘度和在20°C條件下的密度同實施例一，只阻燃劑的組份和重量配比為:煤粉55，原油15，水25，分散劑1.5。
[0032]實施例五，方法步驟，以及原油在50°C條件下的運動粘度和在20°C條件下的密度同實施例一，只阻燃劑的組份和重量配比為:煤粉68，原油5，水35，分散劑0.5。
[0033]實施例六，方法步驟，以及原油在50°C條件下的運動粘度和在20°C條件下的密度同實施例一，只阻燃劑的組份和重量配比為:煤粉68，原油15，水25，分散劑0.5。
[0034]對比實施例
[0035]在相鄰的兩個相同尺寸、堆積形狀相同的煤堆上進行對比試驗。將其中的一個煤堆採取阻燃措施，另外一個不採取阻燃措施的煤堆作為參比。試驗煤種為高揮發分原煤，煤堆底部40mX40m,平均高度為8.0m。
[0036]首先用破碎機將煤塊粉碎，過篩，得到小於2mm粉煤，稱取97627kg煤粉樣品，均勻鋪在煤堆表面。再配製乳化劑:在容器中加入31631kg水，11715原油，1172kg分散劑，在常溫常壓下攪拌混合成均勻漿體，用噴灑車將其均勻噴灑在上述煤堆表面，乾燥後形成硬殼。經過130天試驗，未覆蓋阻燃劑煤堆發生起火自燃，覆蓋阻燃劑煤堆沒有發生自燃；覆蓋阻燃劑煤堆內部溫度明顯低於未覆蓋阻燃劑煤堆對應溫度。期間經過颱風大雨考驗，殼體保持完好。
[0037]本發明是採用導熱係數與煤相近的煤基阻燃劑覆蓋在煤堆表面，抑制空氣進入煤堆內部，減緩煤的低溫氧化反應速率，達到抑制煤堆自燃的目的。
【權利要求】
1.一種採用以乳化原油製備阻燃劑防止煤堆自燃的方法，其特徵是:所述阻燃劑的組份和重量配比為:煤粉55— 68，原油5—15,/Jc 25— 35，分散劑0.5—1.5 ； 所述的方法包括以下步驟: 先將所述阻燃劑的煤粉原料鋪灑在煤堆表面，覆蓋的煤粉厚度為5-10_ ;然後配置乳化液:將所述阻燃劑的原油加入盛有所述分量水的容器中，再加入所述分散劑，在常壓常溫下高速攪拌形成均勻溶液；最後將乳化液均勻噴灑在煤堆煤粉層表面上，乾燥後形成較硬殼體即可。
2.根據權利要求1所述的採用以乳化原油製備阻燃劑防止煤堆自燃的方法，其特徵是:所述的原油在50°C條件下的運動粘度小於1863.0mm2/S，在20°C條件下的密度小於990.3kg/m3 ;所述的煤粉為粒度小於2mm的煙煤；所述分散劑為石油磺酸鹽、十二燒基苯磺酸鈉、磺化腐殖酸鈉或苄基奈磺酸甲醛縮合物其中之一。
3.根據權利要求1或2所述的採用以乳化原油製備阻燃劑防止煤堆自燃的方法，其特徵是:本發明適用於煤堆堆高在4m以上大煤堆，並實施機械噴灑。
【文檔編號】C10L9/10GK104232239SQ201410310834
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月1日 優先權日:2014年7月1日
【發明者】陳剛, 蘇偉, 陳天生, 範聖平, 張宏亮, 林木松 申請人:廣東電網公司電力科學研究院