[發明專利]雙組分潤濕單組分固化型煤炭運輸及貯藏用防凍抑塵劑

有效

• 申請號: 201310175832.2
• 申請日: 2013-05-13
• 公開（公告）號: CN103232834A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 劉在群
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C09K3/18
• 分類號: C09K3/18;C09K3/22
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王恩遠

技術領域

本發明設計了一種煤炭運輸及露天貯藏時使用的、兼具防凍和抑塵效果的配方，屬于煤炭運輸及貯藏的技術領域。

背景技術

在煤炭鐵路及公路運輸或是露天堆放時，細小的煤炭顆粒受到風蝕作用而產生揚塵，不但造成煤炭損失，還會造成環境污染。如遇潮濕天氣，煤塵與水蒸氣形成霾，提高了大氣中PM2.5的含量。以往人們采用遮蓋等防止煤炭揚塵，但是，對于大規模的運輸及存放，遮蓋方法不能從根本上解決問題。目前，人們采用化學方法來解決煤炭揚塵問題，即采用化學制劑噴灑于煤炭表面，或是在洗煤過程中噴灑于煤炭整體來防止煤炭揚塵，這些化學制劑兼具防凍功效，可以防止煤炭在運輸及堆放過程中結凍。這些化學制劑被稱為煤炭抑塵劑。

煤炭抑塵劑為多種化合物復配而成的復合制劑，涉及的化合物種類繁多，按照大的類型可以分為無機化合物、有機小分子化合物和高分子化合物。這些化合物的抑塵機理基本上可分為“潤濕型抑塵劑”和“固化型抑塵劑”。潤濕型抑塵劑是指將全部煤炭用抑塵劑浸潤，這些化合物附于煤炭顆粒表面，吸收水分，避免煤炭干燥，起到抑塵作用。同時，這些化合物還具有降低凝固點的作用，使煤炭不易結凍，方便裝卸及使用。這種潤濕型抑塵劑包括無機物，如：氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁、硫酸鈉等；有機小分子化合物，如：丙三醇(甘油)、乙二醇、一縮二乙二醇(二甘醇)、以十二烷基苯磺酸鈉為代表的表面活性劑等；高分子化合物，如：淀粉、植物種子壓榨油、木質素磺酸鈉、羧甲基纖維素鈉等。固化型抑塵劑是指在煤炭裝車或是堆放之后，在煤炭表面噴灑化學制劑，形成具有一定厚度的固化層，該固化層具有抗風蝕作用，從而體現抑塵效果。這類抑塵劑多為高分子化合物，如：近些年出現的將聚合單體——丙烯酸及其酯、異氰酸酯、低聚環氧樹脂、低聚脲醛樹脂、醋酸乙烯酯、丙烯酰胺、聚乙烯醇等，以及交聯劑，如：尿素、胺類螯合劑、三聚氰胺等噴灑于煤炭表面，然后噴灑聚合引發劑，如：過硫酸銨、過氧化氫、氫氧化鈉等，引發上述單體及低聚物的聚合交聯反應，在煤堆表層形成較為堅硬的固化層，起到抑塵作用。

在作為抑塵劑時，以上三種類型化合物各具優缺點。使用無機物作為抑塵劑的優點在于成本較低，施用方便，但也存在一定的局限性，即無機物的防凍效果較為理想，但抑塵效果不佳，需要增加用量來達到滿意的效果。但是，隨著無機物用量的增加，混入了無機物的煤炭燃燒時，放熱量會降低，同時，無機物不會燃燒，混入煤渣，難以分離，造成環境污染。

使用高分子化合物在煤堆表面形成固化層，抑塵效果較為理想。但是，這種固化型抑塵劑也存在一些問題。首先，對于露天堆放的煤炭，表面固化之后，如果需要運出一部分煤炭，則需將挖開部分重新噴灑抑塵劑，否則挖開部分在風蝕條件下又會形成揚塵，這也是固化型抑塵劑無法克服的缺點。其次，固化型抑塵劑是將高分子單體或低聚物噴灑在煤堆表面，然后噴灑引發劑，在煤堆表面引發聚合反應，形成固化層。聚合反應必須在一定物料配比下才能發生，這樣就對各種化學制劑噴灑量和均勻程度有著較為嚴格的要求，所以，需要提高操作水平。如果各種化學制劑噴灑不夠均勻，則很難起到抑塵效果。特別是在運輸過程中，由于車體振動，可能將形成的固化層震裂，露出未固化部分，造成煤炭揚塵。所以，固化型抑塵劑的施用效果不夠穩定。第三，某些高分子化合物含有氮和硫元素，如：木質素磺酸鈉含有硫元素，脲醛樹脂、胺類螯合劑含有氮元素等。含有這些元素的高分子化合物被摻入煤炭之后，會在煤炭燃燒時放出二氧化硫和二氧化氮等氣體，污染環境，特別是某些含氮的高分子材料，如：脲醛樹脂、聚丙烯酰胺、聚氨酯等，具有阻燃功能，作為抑塵劑混入煤炭之后，會影響煤炭燃燒放出的熱量。第四，某些天然高分子材料在作為抑塵劑時，雖然具有天然、綠色、環保等特征，如：植物種子膠、改性淀粉等，但由于產自天然，容易在煤炭所含的微生物作用下發生降解而失效，所以，在使用天然高分子時需要再添加防腐劑，如：硫酸銅、苯甲酸鈉等，這些防腐劑會影響煤炭燃燒放熱。最后，這些高分子材料成分復雜，價格偏高，增加了煤炭貯存和運輸成本。