[發明專利]一種相變材料溫控胞衣阻化劑制備系統及其方法

有效

• 申請號: 201611095628.X
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN106761897B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 蔣曙光;崔傳波;李明;吳征艷;王凱;邵昊;張衛清;黃凡
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21F5/06
• 分類號: E21F5/06;C09K21/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

本發明公開了一種相變材料溫控胞衣阻化劑制備系統及其方法，阻化劑溶液依次經過冰球制備單元、下漏單元、熔融相變材料單元、噴霧單元、冷卻單元以及篩分單元后，制備成由相變材料包裹的溫控胞衣阻化劑，并能夠控制冰球顆粒經過噴霧區時的相變材料附著效果，即控制最終胞衣厚度。本發明采用相變材料作為胞衣材料，能夠在高含水復合阻化物外包裹一層相變材料作為胞衣，不僅克服了傳統防滅火阻化劑易失效的缺點，而且其對溫度的升高比較敏感，能在煤自燃臨界溫度之前融化，進而使胞衣內的阻化劑釋放來抑制煤自燃；制備系統模塊化設計，結構簡單易操作，可高效的生產加工胞衣阻化劑。

技術領域

本發明涉及阻化劑制備系統及制備方法，特別是一種相變材料溫控胞衣阻化劑制備系統及方法。

背景技術

我國既是世界上煤炭產量最大的國家，也是煤層自然發火最為嚴重的國家之一。煤礦火災是威脅我國煤礦安全生產的重大災害之一，特厚每層綜采放頂煤高產高效技術的大力推廣，礦井頻繁出現采空區遺煤自燃火災，自燃易引起瓦斯燃燒和爆炸。阻化劑防治煤自燃技術是目前常用的防滅火技術，但是阻化劑存在壽命短、穩定性差、具有強腐蝕性等缺點。

防止煤炭自燃的原理是消除煤氧化現象的發生或消除煤氧化過程中熱量的聚集。煤炭自燃防治通常采用預防性灌漿技術、注入氮氣技術、注凝膠和復合膠體、以及使用阻化劑等防滅火技術。目前的阻化劑從應用方法來看，都只能單品種使用，存在用量大、成本高、阻化壽命短、與水液體溶融速度慢、防治煤自燃效果差等缺陷。

發明內容

發明目的：針對上述現有技術，提供一種相變材料溫控胞衣阻化劑制備系統及其方法，能夠在高含水復合阻化物外包裹一層相變材料作為胞衣，解決了現有阻化劑阻化壽命短、穩定性差、無法有效控制采空區自燃區域的問題。

技術方案：一種相變材料溫控胞衣阻化劑制備系統，包括冰球制備單元、下漏單元、熔融相變材料單元、噴霧單元、冷卻單元以及篩分單元；

其中，所述冰球制備單元包括球形硅膠模具以及冷凍室；

所述下漏單元包括下漏盤，所述下漏盤底部設有孔洞，所述下漏盤可前后左右晃動，冰球顆粒可從下漏盤的孔洞逐個下落；

所述熔融相變材料單元包括加熱爐以及熔融罐，所述熔融罐置于加熱爐上；

所述噴霧單元包括上下兩端敞口的噴霧箱體、第一離心泵、熔融相變材料管路以及若干噴槍，所述熔融相變材料管路繞制在噴霧箱體中上部的內壁上，并沿噴霧箱體螺旋上升設置，噴槍間隔固定連接在所述熔融相變材料管路上，所述熔融相變材料管路通過第一離心泵連接所述熔融罐；其中，所有噴槍的開口均朝向噴霧箱體的中軸線，噴槍的俯仰角可調，各個噴槍的開閉可單獨控制；

所述冷卻單元包括冰水箱、第二離心泵、冰水管路，所述冰水管路繞制在噴霧箱體下部的內壁上，并通過所述第二離心泵連接所述冰水箱；

所述篩分單元包括上下兩層傳送帶，所述上下兩層傳送帶分別連接有一個回收槽，所述上層傳送帶上設置有振動輪，所述上層傳送帶均勻布設若干直徑小于胞衣顆粒直徑的小孔；

所述下漏盤設置在所述噴霧箱體頂部中央，所述上下兩層傳送帶設置在所述噴霧箱體底部中央，所述下漏盤以及上下兩層傳送帶與噴霧箱體的垂直距離可調。

所述相變材料溫控胞衣阻化劑制備系統的方法，包括如下步驟：

步驟1，將無機阻化劑溶質放入容器中，并按照一定比例加入水溶劑，同時進行攪拌得到均勻溶液；

步驟2，將配置好的所述溶液滴入所述球形硅膠模具中，并放入所述冷凍室冷凍后，得到冰球顆粒；

步驟3，將固體相變材料投入所述熔融罐，加熱爐加熱使固體相變材料熔融成液體；所述第一離心泵將冰水箱中的冰水輸送至所述冰水管路；