[發明專利]一種環保型煤炭運輸防凍劑及其準備方法

在審

• 申請號: 201811290510.1
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109777356A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 王玉超;杭智軍;謝恩情;韓勇;劉鯉粽;葉雷;白飛飛;趙昕楠;于維雨;楊義維
• 申請（專利權）人: 煤炭科學技術研究院有限公司
• 主分類號: C09K3/18
• 分類號: C09K3/18
• 代理公司: 北京智橋聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11560
• 代理人: 段嘯冉

一種環保型煤炭運輸防凍劑，包括如下重量份的組分：醋酸鉀6?19份，甲酸鈉8?16份，尿素9?15份，乙二醇2?6份，丙三醇0.5?1.0份，苯甲酸鈉1?2份、苯并三氮唑0.05?0.1份，水41?73份。可將煤炭的結冰點降低到?30℃以下，不含有任何氯鹽成分、完全符合環境友好型的要求，同時不會產生噴灑設備及列車銹蝕。

技術領域

本發明屬于燃料添加劑領域，具體涉及一種環保型煤炭運輸防凍劑及其準備方法。

背景技術

我國是世界上最大的煤炭產銷國，由于我國煤炭資源分布不均的特點，大量的煤炭需要通過鐵路運輸到東南沿海地區。而煤炭在冬季裝卸、停留、運輸過程中易發生凍結，是困擾煤炭企業的一大難題。我國目前煤炭洗選后，煤中殘余的水分6.5％～14％不等，水分以吸附態和自由態存在，在煤儲存或運輸的過程中自由態的水逐漸集中到煤層的底部，在寒冷的冬季，列車底部的煤、水和車廂底部會凍結在一起，未使用防凍液時凍煤量約占每節車廂裝煤量的7％～14％。被凍結的煤難以裝卸，造成壓車、壓線或壓港的問題，影響正常生產及車皮的周轉。

目前，我國各煤炭企業均采用氯化鈣型防凍劑來緩解冬季煤炭運輸的凍煤問題。處理工藝多以車廂底部撒粉和車廂側壁噴灑一定濃度的CaC1₂稀釋液的形式，降低煤與車廂壁接觸區水的冰點，預防煤炭凍結。但是，由于CaC1₂防凍劑中含有大量的氯元素，給煤炭的出口和利用帶來了新的問題，如目前日本對進口煤中的氯含量要求為＜0.2‰，韓國對煤質的要求為氯含量≤0.25‰，當含氯的煤炭防凍劑使用量達到一定濃度時，也會對火車車廂、生產存儲設備、噴灑設備產生腐蝕。含氯煤在利用過程中會產生酸性氣體氯化氫，不僅導致燃燒設備遭受嚴重腐蝕，而且增加了大氣中酸性氣體含量，危害人類健康及加速其他金屬腐蝕。此外，由于CaC1₂稀釋液的粘度很小，附著力低，防止煤炭凍結的效率不高。

根據世界煤炭主要分布地區氯含量統計，我國煤中氯含量相對較低，通常在0.01％-0.2％之間。其中，絕大部分在0.050％以下，少部分在0.050～0.150％之間，高氯煤幾乎沒有，平均氯含量為0.020％。遺憾的是，我們在冬季防止煤炭凍結時，使用氯化鈣型防凍劑額外的引入了大量的氯元素，按現在采用的噴灑工藝、噴灑量和撒粉量，每節車廂煤炭裝載量為60噸計算，防凍劑對煤炭氯含量的貢獻量為0.2‰，直接導致商品煤中氯含量超標，影響其出口創匯。因此，設計、開發無氯、低凝點、適宜粘度且具有良好防腐蝕性的環保型煤炭運輸防凍劑成為當務之急，進一步提高煤炭資源的附加值，同時減少設備腐蝕及保護環境。

發明內容

針對上述現有防凍劑存在的缺陷，本發明所要解決的技術問題在于提供一種環保型煤炭運輸防凍劑，并進一步公開其制備方法。

本發明所述防凍劑是利用防凍劑本身的低凝點，與水形成混合物從而降低冰點。其次，防凍劑與水形成的混合物形成的結晶為針狀或無定形立方晶體，外面包著其他形態的晶體。這種冰塊分子結構的特點使彼此之間作用力減弱，有助于降低溶解熱，也使得冰結晶力減弱，最終形成的冰的形態呈現針狀、絲狀等多晶集合體，這種多晶集合體中晶體之間的晶格被破壞，晶體間的結合力減弱，冰塊的堅固性大大降低。從而達到煤炭之間、煤炭與車廂之間不會被粘連。

本發明中所述防凍劑組分中不使用了含氯組分，從而避免了認為增加煤炭產品中的氯含量。本發明針對煤炭中存在的較多的植酸、環烷酸等酸性組分容易吸濕，在防凍劑中添加具有弱堿性的組分，減少煤炭對水汽的吸濕效應，加入尿素、甲酸鈉和醋酸鈉；另外根據煤炭運輸過程中與金屬容器進行接觸，需要防止形成的水溶液對金屬的腐蝕，需要加入緩蝕劑本并三氮唑和苯甲酸鈉；加入乙二醇和丙三醇用于降低水的冰點，同時還可以抑制防凍劑在噴灑過程中形成泡沫。幾種組分相互配合，不僅具有良好的防凍效果，而且可以有效抑制煤炭中的水汽對金屬的腐蝕。