[发明专利]煤堆自燃的抑制方法和其专用抑制剂及抑制剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤堆自燃的抑制方法和其专用抑制剂及抑制剂的制备方法，特别涉及一种储煤场煤堆自燃的抑制方法和其专用抑制剂及抑制剂的制备方法。

背景技术

燃煤发电目前仍然是我国电力生产的主要方式之一，随着节能降耗工作的强力推进，各电厂的单机和总装机容量不断扩大，总的耗煤量和存煤量都不断上升。

随着存煤量的上升，煤堆的自燃问题就日益引起重视。煤被空气中的氧气氧化是煤自燃的根本原因：煤中的碳、氢等元素在常温下就会发生反应，生成可燃物CO、CH₄及其他烷烃物质。煤的氧化也是放热反应，如果热量不能及时散发掉，将使煤的堆积温度升高，反过来又加速煤的氧化，放出更多的可燃质和热量。当热量聚集，温度上升到一定值时，即会引起可燃物质燃烧而自燃。此外，煤的粒度、水分、灰分、压实程度、环境温度、湿度等因素都会影响煤的自燃。

不论是露天煤场、半封闭式煤场，还是全封闭式煤场，均面临煤堆自燃的现象。自燃使煤的固定炭和热值下降，灰分升高，降低煤的质量，煤炭自燃还会造成大量的煤白白烧掉，造成较大的能源损耗和安全隐患。阴燃的煤被送到输送和研磨设备，会造成燃烧和爆炸事故。对于全封闭式煤场的钢筋混凝土结构，煤堆自燃造成承载墙体的损坏、断裂和倒塌的严重安全隐患。

煤自燃既是重大的隐患，也降低了煤的经济价值，因此，防止煤自燃具有十分重要的意义。

从燃烧三要素（可燃物、助燃物和着火点）理论分析，防止燃烧的基础原理是防止和避免三要素的相互作用，破坏三要素的结合或抑制连锁反应，从而达到阻止燃烧的目的。

从现场分析，煤炭作为可燃物不可能避免，因此主要是通过避免助燃物氧气的接触或降低着火点。目前，大多数煤炭自燃防治技术是应用在煤矿系统，方法主要有以下几种：

一、隔绝氧气法

用填充式材料或覆盖型材料将煤炭与空气隔绝，从而防止煤炭自燃现象。例如黄泥浆、发泡剂、硅酸钠、凝胶阻化剂、悬沙稠化剂等。该方法主要应用于煤矿系统，施工面积不大。但如果应用于储煤场的煤堆，由于表面积太大，只能采用覆盖性材料来隔绝空气，因此，投加量非常大，而且无法做到完全隔绝空气，仍然存在自燃风险。

二、提前氧化法

提前氧化法是煤炭在洗选过程中喷洒加入氧化剂，例如过氧化氢、高锰酸钾或臭氧机的臭氧等，使煤炭提前快速氧化，使煤炭提前进入风化状态，失去或减缓氧化自燃能力。本方法局限于煤炭开采洗选过程中，投加量大，成本高，也不适用于储煤场中堆放的煤堆。

目前在储煤场，一般是通过一系列综合治理手段，来达到减少煤堆自燃现象：例如通过对煤堆压实，减小煤炭缝隙，尽量减小煤堆中间氧气的含量；定期喷水润湿；对储存较久的煤堆进行重新挖开降温，重新堆砌等。这些综合治理手段对防止煤炭自燃的效率不高，无法有效避免自燃现象，而且大大增加了煤场管理的工作量。因此，迫切需要能够适用于防止储煤场煤堆自燃的抑制方法及专用抑制剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可有效防止储煤场煤堆自燃的抑制方法及其专用的、制备简单、使用方便、效果理想的煤堆自燃抑制剂及其制备方法。

为达上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种储煤场煤堆自燃的抑制方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，将自然堆积的煤堆从煤堆表层至煤堆底部依次分为冷却层、氧化层和窒息层；

第二步，在位于氧化层的煤中均匀混合用于吸附煤层中的氧气的游离氧控制剂，以降低煤堆中的含氧量，阻止煤堆氧化自燃。

作为优选，所述第二步中，在位于氧化层的煤中还可以均匀混合用于抑制煤受高价金属离子的氧化催化作用的稳定剂和用于在煤层中释放二氧化碳的辅助剂。

作为更优选，所述第二步中，在位于氧化层的煤中还可以均匀混合用于吸附水分的吸附剂。

所述游离氧控制剂是指铁屑、亚硫酸氢钠、二甲基酮肟、锌粉和D抗坏血酸钠中的一种以上；所述稳定剂是指枸椽酸、酒石酸和水杨酸中的一种以上；所述吸附剂是指氯化镁和酒石酸氢胆碱中的一种以上；所述辅助剂是指碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾、氯化钠和氯化钾中的一种以上；所述游离氧控制剂、稳定剂、吸附剂和辅助剂均匀混合后再与氧化层中的煤均匀混合。这样实施起来更方便。

所述第一步中的冷却层是指以自然堆积的煤堆表面为基准向下厚度为H1的煤层，其中，0＜H1≤1.5m；所述第一步中的氧化层是指以冷却层底部为基准向下厚度为H2的煤层，其中，1m≤H2≤4m；窒息层是指以氧化层底部为基准至煤堆底部的煤层。