阅读说明：本技术 泡沫液形态的多功能烟煤用自发燃烧抑制剂 (Foam liquid form multifunctional spontaneous combustion inhibitor for bituminous coal ) 是由 具宰贤 全鸿彻 文圣 李光熙 吴成基 于 2019-12-06 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种泡沫液形态的多功能烟煤用自发燃烧抑制剂,其抑制烟煤的自发燃烧的同时可以防止飞散,据此可以预防由自发燃烧导致的发电厂工作障碍、烟煤浪费、恶臭产生等问题,因使用低廉的烟煤而可以经济、安全、环保地运营烟煤发电厂,通过改善流动点而可以在零下20度使用。本发明的特征在于,利用抗氧化剂、挥发物活性化抑制剂、乳化剂化合物以水溶性的泡沫液形态制成自发燃烧抑制剂,将制成为水溶性的泡沫液形态的自发燃烧抑制剂和水及空气混合,以发泡形态分散及涂覆于烟煤。(The present invention relates to a spontaneous combustion inhibitor for bituminous coal in the form of a foam liquid, which inhibits spontaneous combustion of bituminous coal and prevents scattering, thereby preventing problems such as operational failure of a power plant, waste of bituminous coal, and generation of offensive odor caused by spontaneous combustion, and which can economically, safely, and environmentally operate a bituminous coal power plant by using low-cost bituminous coal and can be used at-20 ℃ by improving the flow point. The present invention is characterized in that a spontaneous combustion inhibitor is prepared in the form of a water-soluble foam solution by using an antioxidant, a volatile activation inhibitor and an emulsifier compound, and the spontaneous combustion inhibitor prepared in the form of the water-soluble foam solution is mixed with water and air and dispersed and coated on bituminous coal in the form of foam.)

泡沫液形态的多功能烟煤用自发燃烧抑制剂

技术领域

本发明涉及一种烟煤用自发燃烧抑制剂，其可以预防由自发燃烧导致的发电厂工作障碍、烟煤浪费、恶臭产生等问题，更详细而言，涉及一种泡沫液形态的多功能烟煤用自发燃烧抑制剂，并非制成自发燃烧抑制剂后混合表面活性剂的方式，而是制成自发燃烧抑制剂时混合表面活性剂，由此以水溶性泡沫液形态制成，将制成为水溶性泡沫液形态的自发燃烧抑制剂和水混合，喷射时以发泡形态均匀地分散及涂覆于烟煤，从而预防自发燃烧，室内储煤场的情况，有助于防止烟煤的飞散。

背景技术

一般，煤炭的自发燃烧是由挥发物、水分、碳化度、杂质的氧化和氧气吸收等多种因素复合起作用而产生。

如果煤炭吸收空气或水里的氧气，则因为煤炭中含有的挥发物的燃点低，所以得到活性化的同时产生热，从而自发地产生燃烧现象。煤炭粒子的大小越小，表面积增加，和氧气的接触面扩大，从而频繁发生自发燃烧。由此，氧化速度增加，自发燃烧发生率增加。

煤炭的储碳时间越长，煤炭的氧气吸收率增加的同时燃点低的挥发物得到活性化，由此煤炭堆的内部温度上升，自发燃烧的可能性增加，因此，抑制储碳中的煤炭中含有的燃点低的挥发物，以便其不发生活性化，这是第一个重要因素。

另外，发电厂和钢铁厂所购买的烟煤是在矿山上开采后运送出来的，从粉末至块状，有多种形态，因此，为了将自发燃烧抑制剂有效地涂覆于煤炭，在传送带系统内煤炭落下的场所，只有以发泡形态从上往下方进行喷射才能均匀地涂覆。所以，自发燃烧抑制剂由和水及空气混合后以发泡形态能够进行喷射的泡沫液形态制成，这是第二个重要因素。

尤其，挥发物和自发燃烧现象成正比例。因此，挥发物多的烟煤自发燃烧的可能性高，所以，被划分为低等级，以低廉的价格交易。

烟煤含油10～20％的挥发物，所以大部分具有自发燃烧的可能性，低级碳的情况，与价格低廉相反，挥发物更多，含有30～40％，自发燃烧的危险更大。

所以，如果通过抑制挥发物的活性化、切断氧气的吸收可以抑制自发燃烧的话，那么进口低廉的烟煤可以确保经济、有效地能源。与此同时，在储煤场内因自发燃烧伴随火灾爆发的情况很多，因此，预防所述情况的自发燃烧抑制技术是煤炭火力发电厂运营方面必须要求的技术。

最近，作为政府治理微细颗粒物政策的一环，正在进行烟煤发电厂的储煤场室内化事业，因此，预防在室内化的储煤场内由自发燃烧导致的火灾，在国家基础产业的火灾预防层面成为非常重要的议题。

就自发燃烧发生的原因而言，就外部条件来说，氧气浓度越高、温度越高、湿度越低、自发燃烧的危险性越高，就成分条件来说，挥发物越多、粉煤越多，自发燃烧的危险性越大。

查看自发燃烧导致的事故案例，2015年12月10日在三陟市在用传送带运送煤炭的过程中发生火灾发电厂的工作中断，2011年8月和2018年11月在唐津市储煤场内自发燃烧持续了大约1周多，居民因恶臭经受了很大的不便，2018年8月8日在抱川市因自发燃烧在火力发电厂发生爆炸事故，造成人员伤亡。

下面的专利文献韩国登记专利第10-1047515号中记载了一种低级煤炭改质方法及低级煤炭改质装置，用于使得灰分及水分含量多的低级煤炭高品质化、抑制自发燃烧。

如上所述的先行技术的低级煤炭改质方法包括粉碎筛选步骤、脱水步骤、挥发物去除步骤、涂覆步骤、蒸发去除步骤及成型步骤。

所述粉碎筛选步骤为将低级煤炭粉碎得细小的步骤。换句话说，低级煤炭含有固定碳粉、灰分和水分，通过将低级煤炭粉碎，使得固定碳粉与灰分及水分分离。在粉碎筛选步骤中，为了粉碎低级煤炭，使用磨损粉碎机。

如上所述，所述先行技术涉及低级煤炭改质方法及低级煤炭改质装置，为了对低级煤炭进行改质并抑制自发燃烧，包括粉碎装置、脱水装置、分离装置、干燥装置、涂覆装置等，可知是一项昂贵的复杂工艺。

如上所述实施的先行技术的问题在于，用于改质煤炭并抑制自发燃烧的工艺复杂且设备费和维护费增加，尤其，需要准备另外的设置设备的空间。

此外，作为又另一种最近的应对自发燃烧的对策，众所周知有如下一种方法：以抗氧化剂为主原料开发非泡沫液形态(non foaming concentrate)的自发燃烧抑制剂，和表面活性剂(防飞散剂)、水混合后涂覆于煤炭。但是，不便之处在于，自发燃烧抑制剂的装备腐蚀性、高流动点(0度)、需要和表面活性剂同时使用、因使用药剂增加导致设备不具有经济性等。

因此，为了防止自发燃烧现象，对可以解决现有方法或产品的问题的自发燃烧抑制剂的研究正在增加。

先行技术文献

专利文献

(专利文献0001)专利文献：登记专利第10-1047515号(登记日期：2011.07.01)

发明内容

本发明用于解决如上所述的现有技术的问题，其目的在于提供一种泡沫液形态的多功能烟煤用自发燃烧抑制剂，并非制成自发燃烧抑制剂后混合表面活性剂的方式，而是制成自发燃烧抑制剂时混合表面活性剂，由此以水溶性泡沫液形态制成，将制成为水溶性泡沫液形态的自发燃烧抑制剂和水混合，喷射时以发泡形态均匀地分散及涂覆于烟煤，从而预防自发燃烧，抑制烟煤的自发燃烧的同时可防止烟煤飞散。

另外，本发明提供一种泡沫液形态的多功能烟煤用自发燃烧抑制剂，通过抑制烟煤的自发燃烧可以预防由自发燃烧导致的发电厂工作障碍、烟煤浪费、产生恶臭等问题。

另外，本发明提供一种泡沫液形态的多功能烟煤用自发燃烧抑制剂，抑制烟煤的自发燃烧的同时防止烟煤飞散，因使用低廉的烟煤而可以经济、安全、环保地运营烟煤发电厂。

另外，本发明提供一种泡沫液形态的多功能烟煤用自发燃烧抑制剂，其可以简单、经济地抑制烟煤的自发燃烧。

另外，本发明提供一种泡沫液形态的多功能烟煤用自发燃烧抑制剂，通过改善流动点而在零下20度也可以使用。

为了实现所述目的，本发明中，自发燃烧抑制剂被制作为泡沫液形态，和水及空气一起喷射，以发泡形态分散及涂覆于烟煤。

另外，本发明中，向4重量％的制成为泡沫液形态的自发燃烧抑制剂中混合96重量％的混合有空气的水，从而以发泡形态分散及涂覆于烟煤。

另外，本发明中，所述自发燃烧抑制剂由混合7～13重量％的抗氧化剂、20～40重量％的挥发物活性化抑制剂、20～40重量％的乳化剂化合物、20～40重量％的水而组成。

另外，本发明中，所述自发燃烧抑制剂的抗氧化剂由防止烟煤氧化的苯二胺构成。

另外，本发明中，所述自发燃烧抑制剂的挥发物活性化抑制剂由抑制挥发物的活性化的甲基二乙醇胺(MDEA)构成。

另外，本发明中，所述自发燃烧抑制剂的乳化剂化合物由25～40重量％的二乙二醇丁醚、2～10重量％的乙二醇醚、3～10重量％的非离子系表面活性剂、45～65重量％的蓖麻油系乳化剂构成。

根据本发明的泡沫液形态的多功能烟煤用自发燃烧抑制剂，其效果在于，利用抗氧化剂、挥发物活性化抑制剂、乳化剂化合物以水溶性的泡沫液形态制成自发燃烧抑制剂，因此，在没有防飞散剂的情况下，将制成为水溶性的泡沫液形态的自发燃烧抑制剂和水及空气混合，在传送带系统内，以发泡形态均匀地分散及涂覆于烟煤，从而抑制烟煤的自发燃烧的同时可以防止烟煤飞散。

另外，效果在于，因为通过将自发燃烧抑制剂分散及涂覆于烟煤可以抑制烟煤的自发燃烧，所以尤其可以预防由室内储煤场的自发燃烧导致的发电厂工作障碍、烟煤浪费、产生恶臭等问题。

另外，效果在于，因为抑制烟煤的自发燃烧的同时可以防止烟煤飞散，所以使用低廉的烟煤而可以经济、安全、环保地运营烟煤发电厂。

另外，效果在于，可以制成能够简单、经济地抑制烟煤的自发燃烧的烟煤用自发燃烧抑制剂。

另外，效果在于，借助于自发燃烧抑制剂中含有的甲基二乙醇胺(MDEA)自然地改善自发燃烧抑制剂的流动点，从而在零下20度以下也可以使用，因此，可提高使用便利的同时，从设备方面来说，在储存罐中不设置保温设备也无妨。

另外，效果在于，含有足够的乳化剂化合物，所以，无需额外保留用于以发泡形态喷射的防飞散剂，所以，从设备费和维护费方面来说，较经济。

具体实施方式

本发明的泡沫液形态的多功能烟煤用自发燃烧抑制剂的特征在于，制作为泡沫液形态，和水及空气一起喷射，以发泡形态(Foaming)分散及涂覆于烟煤。

所述泡沫液形态指的是和水混合而使得发泡(泡沫)产生的水溶性功能药剂(产品)，所述发泡形态指的是制作为水溶性泡沫液形态的自发燃烧抑制剂和水混合时产生的发泡(泡沫)，根据本发明的烟煤用自发燃烧抑制剂只有是水溶性泡沫液形态的产品才能和水混合制成自发燃烧抑制剂水溶液，只有这样才能放大发泡倍率程度的体积，以发泡形态均匀地向大量的烟煤分散及涂覆。此时，强调水溶性是因为自发燃烧抑制剂的核心物质和水很好地混合很重要。换句话说，因为和水很好地混合时可以均匀地向大量的烟煤分散及涂覆，只有这样才可以期待效果。

如此，本发明中，将自发燃烧抑制剂制作为水溶性的泡沫液形态，是用于将自发燃烧抑制剂的核心物质按照适当的浓度(ppm)尽可能均匀地分散及涂覆于所有烟煤，即使是性能优秀的自发燃烧抑制剂，如果未开发为泡沫液形态，则无法将4升的自发燃烧抑制剂水溶液均匀地涂覆于1000kg的烟煤。因此，为了有效地涂覆于大量的烟煤，发泡形态的涂覆不可避免，为了那样做，以发泡倍率为10倍左右的泡沫液形态制作自发燃烧抑制剂。此时，根据本发明，如果拿着4升的自发燃烧抑制剂水溶液并以发泡形态进行喷射，则发泡产生量为40升，所以可以准备40升发泡形态的自发燃烧抑制剂，分散及涂覆于1000kg的烟煤。

优选地，向4重量％的制成泡沫液形态的自发燃烧抑制剂中混合96重量％的水，然后以发泡形态分散及涂覆于烟煤，如果不足4重量％，则抑制自发燃烧抑制剂的自发燃烧的稳定性减少，如果超过4重量％，则自发燃烧抑制剂的质量下降。换句话说，优选地，向4重量％的自发燃烧抑制剂中混合96重量％的水，在传送带系统内，使用3个以上的发泡喷嘴以发泡形态均匀地分散及涂覆于烟煤。

这里，目的是使得根据本发明的自发燃烧抑制剂和水混合从而使得发泡良好地产生，如果一起混合了空气，那么发泡会更好地产生，由此可以将自发燃烧抑制剂均匀地分散及涂覆于烟煤。换句话说，即使不人为地向自发燃烧抑制剂中混合空气也没有问题，水借助于水压得到供给，因此，空气在发泡倍率范围内和水一起混合，从而可以使得发泡产生，但是为了使得发泡更好地产生、更好地保持，优选地，通过压缩机等混合空气。此时，优选地，自发燃烧抑制剂水溶液和空气的混合比率为1：10。

如上所述，即使不通过压缩机等使得空气混合也可以以发泡形态进行喷射，但是，本发明中，混合空气并流入室内储煤场的所有烟煤都可以进行泡沫洗浴，据此，可以将自发燃烧抑制剂均匀地分散及涂覆于烟煤。

如此，将制作为泡沫液形态的自发燃烧抑制剂和水及空气混合并以发泡形态均匀地分散及涂覆于烟煤，由此防止烟煤粉尘飞散的同时，有助于防止氧化、抑制挥发物活性化、抑制粉尘产生、抑制温度上升等，防止湿度下降，由此，最终至烟煤从储煤场内移动到燃烧室之前为止抑制烟煤自发燃烧。

根据本发明的实施例的所述自发燃烧抑制剂的特征在于，混合7～13重量％的抗氧化剂、20～40重量％的挥发物活性化抑制剂、20～40重量％的乳化剂化合物、20～40重量％的水而制成自发燃烧抑制剂。

所述抗氧化剂通过抑制空气或水里的氧气吸收来抑制烟煤自发燃烧。此时，针对全部自发燃烧抑制剂，混合7～13重量％的所述抗氧化剂是有效的，如果不足7重量％，则自发燃烧抑制剂的氧化稳定性减少，如果超过13重量％，则自发燃烧抑制剂的质量下降。

所述挥发物活性化抑制剂通过抑制烟煤成分中挥发物的活性化来抑制烟煤自发燃烧。此时，针对全部自发燃烧抑制剂，混合20～40重量％的所述挥发物活性化抑制剂是有效的，如果不足20重量％，则抑制自发燃烧抑制剂的自发燃烧的稳定性减少，如果超过40重量％，则自发燃烧抑制剂的质量下降。

所述烟煤用自发燃烧抑制剂利用作为主成分的抗氧化剂、挥发物活性化抑制剂和乳化剂化合制作成水溶性的泡沫液形态，在没有飞散防止剂的情况下将制作为水溶性的泡沫液形态的自发燃烧抑制剂与水及空气混合，从而以发泡形态均匀地分散及涂覆于烟煤，进而预防自发燃烧，另外防止烟煤飞散。

包含于所述自发燃烧抑制剂的乳化剂化合物执行以下功能：不仅可以提高乳化分散力，而且可以减少水的表面张力并以发泡形态分散及涂覆于烟煤，防止粉尘飞散。此时，针对全部自发燃烧抑制剂，混合20～40重量％的所述乳化剂化合物是有效的，如果不足20重量％，则乳化分散力减少，如果超过40重量％，则过多地产生发泡，降低分散及涂覆性，提高流动点，降低使用便利。

另外，包含于所述自发燃烧抑制剂的乳化剂化合物包含溶剂和增溶剂，执行以下功能：降低黏性，提高组合物构成成分间的结合力，另外增长可使用时间，提升水分干燥效率。

根据本发明的实施例的所述自发燃烧抑制剂的特征在于，抗氧化剂由防止烟煤氧化的苯二胺构成。此时，用作自发燃烧抑制剂的抗氧化剂的苯二胺借助于共振得到稳定，因此，对防止氧化的活性很高，尤其提升自发燃烧抑制剂的氧化稳定性。因此，本发明的苯二胺可以有效地用作作为添加剂的抗氧化剂化合物，用于延迟自发燃烧抑制剂的氧化分解，更加提升氧化稳定性。

根据本发明的实施例的所述自发燃烧抑制剂的特征在于，挥发物活性化抑制剂由抑制挥发物的活性化的甲基二乙醇胺构成。此时，用作自发燃烧抑制剂的挥发物活性化抑制剂的甲基二乙醇胺通过和水的水解反应发挥碱催化作用，所述的甲基二乙醇胺具有抗劣化及抗腐蚀的特性，可以有效地用作抑制相对高沸点、低蒸汽压等特性燃点低的挥发物活性化的挥发物活性化抑制剂。此时，使用甲基二乙醇胺(MDEA)作为主原料，流动点自然而然地得到改善，从而即使在零下20度以下也可以使用，因此，可以提升使用便利，同时从设备方面来说，在储存罐中不设置保温设备也无妨。

根据本发明的实施例，其特征在于，所述自发燃烧抑制剂的乳化剂化合物由25～40重量％的二乙二醇丁醚、2～10重量％的乙二醇醚、3～10重量％的非离子系表面活性剂、45～65重量％的蓖麻油系乳化剂构成。

所述二乙二醇丁醚具有优秀的乳化性、低挥发性以及高沸点等特性，用作基本的乳化剂。此时，针对全部乳化剂化合物，混合25～40重量％的所述二乙二醇丁醚是有效的，如果不足25重量％，则乳化性减少，如果超过40重量％，则降低乳化剂化合物的质量。

所述乙二醇醚有效地用作用于使得难以乳化的抗氧化剂乳化的溶媒剂。此时，针对全部乳化剂化合物，混合2～10重量％的所述乙二醇醚是有效的，如果不足2重量％，则溶媒剂的效果减少，如果超过10重量％，则降低乳化剂化合物的质量。

所述非离子系表面活性剂的碱类混合物质的溶解性和稳定性优秀，所以用作表面活性剂。此时，针对全部乳化剂化合物，混合3～10重量％的所述非离子系表面活性剂是有效的，如果不足3重量％，则溶解性和稳定性减少，如果超过10重量％，则降低乳化剂化合物的质量。

所述蓖麻油系乳化剂的分散性和起泡生成力优秀，所以和乙二醇醚一样用作用于使得抗氧化剂完全溶解的增溶剂和表面活性剂。此时，针对全部乳化剂化合物，混合45～65重量％的所述蓖麻油系乳化剂是有效的，如果不足45重量％，则分散性和起泡生成力减少，如果超过65重量％，则降低乳化剂化合物的质量。

<自发燃烧抑制剂的评价>

为了评价根据本发明制成的自发燃烧抑制剂水溶液的自发燃烧抑制性，向容器中加入1kg实际使用中的烟煤，喷射自发燃烧抑制剂水溶液(4ml)后，加热至100℃，捕集挥发物活性化后产生的有害气体并进行检测。

另外，为了形成对照实验，在不喷射根据本发明制成的自发燃烧抑制剂水溶液(4ml)的状态下将1kg烟煤加入相同的容器中，加热至100℃，捕集挥发物活性化后产生的有害气体并进行检测。所述检测结果为，喷射了本发明的自发燃烧抑制剂水溶液的烟煤与没有喷射自发燃烧抑制剂水溶液的烟煤相比，有害气体产生量较少。由此可知，本发明的自发燃烧抑制剂在100℃以下的温度下抑制挥发物的活性化，防止氧化，具有优秀的自发燃烧抑制特性。

因此，所述本发明的优点在于，利用抗氧化剂、挥发物活性化抑制剂和乳化剂化合物以水溶性的泡沫液形态制成自发燃烧抑制剂，所以，在没有飞散防止剂的情况下将制作为水溶性的泡沫液形态的自发燃烧抑制剂与水及空气混合，从而在传送带系统内以发泡形态均匀地分散及涂覆于烟煤，由此预防烟煤自发燃烧，同时可防止烟煤飞散。

此外，所述本发明的优点在于，因为通过将自发燃烧抑制剂水溶液分散及涂覆于烟煤可以抑制烟煤的自发燃烧，所以可以预防由自发燃烧导致的发电厂工作障碍、烟煤浪费、产生恶臭等问题。

另外，所述本发明的优点在于，因为抑制烟煤的自发燃烧的同时可以防止烟煤飞散，所以使用低廉的烟煤而可以经济、安全、环保地运营烟煤发电厂。

另外，所述本发明的优点在于，可以制成能够简单、经济地抑制烟煤的自发燃烧的烟煤用自发燃烧抑制剂。

另外，所述本发明的优点在于，借助于自发燃烧抑制剂中含有的甲基二乙醇胺(MDEA)自然而然地改善自发燃烧抑制剂的流动点，从而在零下20度以下也可以使用，因此，可提高使用便利的同时，从设备方面来说，在储存罐中不设置保温设备也无妨。

另外，所述本发明的优点在于，含有足够的乳化剂化合物，所以，无需额外保留用于以发泡形态喷射的防飞散剂，所以，从设备费和维护费方面来说，较经济。