[發明專利]防止煤炭自燃或使煤炭自燃熄滅的系統和方法

有效

• 申請號: 201310002721.1
• 申請日: 2013-01-05
• 公開（公告）號: CN103111030A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 苗強;羅明生;郭治
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究所
• 主分類號: A62C3/06
• 分類號: A62C3/06
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 彭飛;林柏楠

技術領域

本發明涉及防止煤炭自燃或使煤炭自燃熄滅的系統和方法，主要用于預防和解決煤炭，例如，年輕煙煤、褐煤、或提質煤在挖掘、生產、儲存、運輸過程中出現自燃的問題。

背景技術

煤炭自燃是煤炭生產、加工、倉儲、運輸企業以及煤化工企業經常遇到的一個實際問題，也是一個難以解決的技術難題，現在通用的方法是采用各種鈍化工藝使煤炭表面進行一定程度的氧化而使其失活，例如，US5711769（一種鈍化活性煤焦的系統以及工藝）；US5863304（一種鈍化低階煤的系統和工藝）；US4402706U（一種氧化干燥處理后的低階煤的設備）；CN101781596（一種活性煤焦的鈍化系統）所公開的鈍化和氧化處理煤炭的裝置和方法。

但這種鈍化方法僅是降低了煤炭自燃的可能性，在一定的環境條件下，鈍化處理后的煤炭仍然有自燃的可能，為了有效防止煤炭自燃，或使煤炭自燃熄滅，除煤炭鈍化工藝外，還需要尋找一種簡便、實用、高效的方法解決這一技術難題。

在煤炭儲存現場經常發現：當煤堆出現自燃或自燃征兆時，僅通過澆水對煤堆實現冷卻以企圖將煤炭自燃熄滅的方法往往難以奏效，而且效果甚至是適得其反。究其原因是因為表面澆水滲透進入煤堆內部很慢，且阻礙煤氧化產生熱量的散出，使熱量積累造成溫度進一步升高，從而加劇氧化放熱速度；同時，滲透進入的水被煤吸附后易形成水氧絡合物，可使煤氧化加速。因此，對于自燃或出現自然傾向的煤堆，迅速使氧化產生的熱量散出，才是有效的預防方法。

在實際中發現，防止煤炭自燃或使煤炭自燃熄滅最有效的方法是對煤場或煤堆定期進行翻、晾。通過翻、晾，使內部溫度高的煤炭爆露在大氣中，經大氣的對流傳熱將煤氧化產生的熱量傳遞出去，降低煤炭堆場的最高溫度，并使高濃度的氧化氣體、少量低溫揮發分氣體逸出，從而通過杜絕自燃源點，進而達到防止煤炭自燃，或使煤炭自燃熄滅的目的。但這樣的方法需要大量的人力和機械設備。

因此，尋找一種不進行翻、晾，但卻起到和翻、晾相同作用的裝置系統和/或方法是本發明的主要目的。

發明內容

根據本發明第一方面，提供一種防止煤炭自燃或使煤炭自燃熄滅的系統，包括：

至少一個吹氣管，用于使冷卻吹掃氣體進入煤堆最高溫度區域或已自燃區域中以對其中煤炭進行冷卻；和

至少一個排氣管，用于從煤堆最高溫度區域或已自燃區域中強制排出氧化氣體、低溫揮發分氣體和/或冷卻吹掃氣體尾氣，

其中，所述吹氣管和排氣管是內部中空的螺旋鉆桿，在所述內部中空的螺旋鉆桿的璧上和/或葉片上均勻地或不均勻地分布著多個貫穿通氣孔。

根據本發明第二方面，提供一種防止煤炭自燃或使煤炭自燃熄滅的系統，包括：

至少一個吹氣裝置，用于使冷卻吹掃氣體進入煤堆最高溫度區域或已自燃區域中以對其中煤炭進行冷卻；

至少一個排氣裝置，用于從煤堆最高溫度區域或已自燃區域中強制排出氧化氣體、低溫揮發分氣體和/或冷卻吹掃氣體尾氣；和

與所述吹氣裝置和排氣裝置相對應的中空螺旋鉆桿保護外套，用于使吹氣裝置和排氣裝置在植入煤堆最高溫度區域或已自燃區域中時不受損壞，

其中，所述吹氣裝置和/或排氣裝置包括：

底端密封的桶，底端優選為錐形；

至少一個位于所述桶的壁上的貫穿通道，用于使冷卻吹掃氣體、氧化氣體、和/或低溫揮發分氣體穿過所述通道由所述桶內部進入桶的外部或由所述桶外部進入桶的內部；

至少一個位于所述貫穿通道上方并被安裝在所述桶的壁外表面上的擋料板，用于阻止煤炭顆粒進入上述桶的內部，其中所述擋料板的垂直投影面覆蓋上述貫穿通道；

位于桶壁上部或頂部的冷卻吹掃氣體入口。

優選地，上述擋料板的垂直橫截面形狀為由兩條直線的端點交叉形成的角，其中一條直線為垂直線；所述冷卻吹掃氣體可為空氣、CO₂、N₂和/或惰性氣體；所述冷卻吹掃氣體含有1-30重量%的水，或所述冷卻吹掃氣體定期間斷地被水取代。

優選地，所述吹氣管或吹氣裝置可與壓力大于1個大氣壓的壓氣機相連通；而所述排氣管或排氣裝置可與壓力小于1個大氣壓的引風機相連通，以便在所述吹氣管與排氣管內部之間或吹氣裝置與排氣裝置內部之間形成1-5，例如2-3個大氣壓的壓差。