磷酸作为防止煤炭自燃凝胶促凝剂的研究.pdf

2008年第5期 能源技术与管理 91 磷酸作为防止煤炭自燃凝胶促凝剂的研究 徐红枫，吴国光，张永建，王光友 （中国矿业大学化工学院，江苏徐州221008） ［摘 要］凝胶阻化剂在防止煤炭自燃方面得到了广泛的应用。 本实验以水玻璃为基料，磷酸 为促凝剂合成凝胶，相对其它促凝剂，磷酸有一定的优势，采用正交实验设计的方 法，得到了 组不同胶凝时间的凝胶，通过结果分析了磷酸对胶凝速率的影响，同 9 时确定了合适的阻化剂配比。 ［关键词］凝胶阻化剂；磷酸；促凝剂 + ［中图分类号］TD752.2［文献标识码］Ｂ ［文章编号］1672蛳9943(2008)05蛳0091蛳03 吸附，形成络合物，使煤表面更加稳定，失去活性， 1 概 述 ［ ］ 1 从而减少了煤氧化学吸附和化学反应 。 煤自燃是自然界的一种客观现象，已经存在 胶体的液固转化特性使凝胶类似液体和固体 了数百万年。譬如中国大同侏罗纪煤层距今约两 的性质都得到发挥。在成胶前，基料和促凝剂都是 ［ ］ １ 百万年前就开始自燃了 。煤炭自燃是一个非常 水溶性材料，粘度近似于水，由于自重作用液体能 复杂的动态过程，这个过程由煤体的内在自燃性 够直接渗透到煤层缝隙中。经过一段时间，混合液 和外界条件共同决定。煤自燃的原因可以简单的 发生化学反应，流动的速度减慢，直至液体发生凝 描述为当热量产生的速率大于散发的速率时，煤 胶作用停止流动。成胶后，胶体的粘度是水的上千 ［ ］ ２ 温上升至燃点就会引起自燃 。 倍，能封堵煤体的裂隙风道。 目前防止煤自燃的方法有压实煤堆、减小煤 3 实验设计 堆的倾斜角度、用同等发热量的泥浆覆盖，另外还 有在煤堆四周用天然或人工的阻拦层围起来，覆 3.1 基料与促凝剂的选取 ［ ］ ３ 盖惰性物质等保护煤堆的方法 。在煤堆表面喷 防止煤堆自燃的阻化剂要求无毒无害，对环 洒凝胶阻化剂是一种较常用的防止煤炭自燃的方 境无污染；渗透性好，能进入松散煤体内部；热稳 法。为了在特定的时间和位置成胶，必须选择适宜 定性好，阻化寿命长；来源广泛，成本低廉，施工工 的胶凝时间。胶凝时间可以通过改变胶凝原料的 艺简单，操作简便等。 配比浓度和促凝剂的用量来控制。基于环保和成 基于上述考虑，水玻璃是较合适的基料。它具 本的考虑，本文选择水玻璃为基料，磷酸为促凝剂 有良好的粘结性，耐酸性以及耐高温性。水玻璃能 合成凝胶。