• / 13
  • 下載費用:30 金幣  

一種用于降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑.pdf

關 鍵 詞:
一種 用于 降低 瓦斯 濃度 吸收劑
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
摘要
申請專利號:

CN200910085950.8

申請日:

2009.05.31

公開號:

CN101569821A

公開日:

2009.11.04

當前法律狀態:

終止

有效性:

無權

法律詳情: 未繳年費專利權終止 IPC(主分類):B01D 53/14申請日:20090531授權公告日:20110831終止日期:20160531|||授權|||實質審查的生效|||公開
IPC分類號: B01D53/14; E21F5/00; E21F7/00 主分類號: B01D53/14
申請人: 中國礦業大學(北京)
發明人: 張增志; 谷 娜
地址: 100083北京市海淀區學院路丁11號中國礦業大學
優先權:
專利代理機構: 北京凱特來知識產權代理有限公司 代理人: 鄭立明
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN200910085950.8

授權公告號:

|||101569821B||||||

法律狀態公告日:

2017.07.21|||2011.08.31|||2009.12.30|||2009.11.04

法律狀態類型:

專利權的終止|||授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明實施例提供了一種用于降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑。屬于礦井有害氣體吸收材料。該吸收劑是由下述材料混合后形成的液態膠束溶液,各材料為:離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑和水,其中的離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑的總重量占吸收劑總重量的10-20%,其余為水。該吸收劑中,將離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑和水按特定重量比例混合后組成混合膠束溶液,其中混合膠束提供了非極性微環境,這種微環境可作為有機化合物的分配介質,大大提高了有機化合物(包括甲烷)的溶解度。抑制礦井工作面瓦斯氣體爆炸,增強煤礦安全性。

權利要求書

1、  一種用于降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑,其特征在于,該吸收劑是由下述各材料混合后形成的液態膠束溶液,包括:離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑和水,其中離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑的總重量占吸收劑總重量的10~20%,其余為水。

2、
  根據權利要求1所述的一種用于降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑,其特征在于,所述離子型表面活性劑為十二烷基硫酸鈉。

3、
  根據權利要求1所述的一種用于降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑,其特征在于,所述非離子型表面活性劑為烷基酚聚氧乙烯醚、吐溫80、蓖麻油聚氧乙烯醚中的任一種。

4、
  根據權利要求1-3中任一項所述的一種用于降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑,其特征在于,所述吸收劑中的離子型表面活性劑采用十二烷基硫酸鈉,其用量在吸收劑中按重量百分比計為5%,非離子表面活性劑采用烷基酚聚氧乙烯醚,其用量在吸收劑中按重量百分比計為15%。

5、
  根據權利要求1-3中任一項所述的一種用于降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑,其特征在于,所述吸收劑中的離子型表面活性劑采用十二烷基硫酸鈉,其用量在吸收劑中按重量百分比計為15%,非離子型表面活性劑采用吐溫80,其用量在吸收劑中按重量百分比計為5%。

6、
  根據權利要求1-3中任一項所述的一種用于降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑,其特征在于,所述吸收劑中的離子型表面活性劑采用十二烷基硫酸鈉,其用量在吸收劑中按重量百分比計為15%,非離子型表面活性劑采用蓖麻油聚氧乙烯醚,其用量在吸收劑中按重量百分比計為5%。

7、
  根據權利要求1-3中任一項所述的一種用于降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑,其特征在于,所述吸收劑中的離子型表面活性劑采用十二烷基硫酸鈉,且非離子型表面活性劑采用烷基酚聚氧乙烯醚時,十二烷基硫酸鈉與烷基酚聚氧乙烯醚在吸收劑中的重量比優選為1∶3。

8、
  根據權利要求1-3中任一項所述的一種用于降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑,其特征在于,所述吸收劑中的離子型表面活性劑采用十二烷基硫酸鈉,且非離子型表面活性劑采用吐溫80時,十二烷基硫酸鈉與吐溫80在吸收劑中的重量比優選為3∶1。

9、
  根據權利要求1-3中任一項所述的一種用于降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑,其特征在于,所述吸收劑中的離子型表面活性劑采用十二烷基硫酸鈉,且非離子型表面活性劑采用蓖麻油聚氧乙烯醚時,十二烷基硫酸鈉與蓖麻油聚氧乙烯醚在吸收劑中的重量比優選為3∶1。

說明書

一種用于降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑
技術領域
本發明涉及煤礦安全生產保障用的有害氣體吸收材料,尤其涉及一種能有效吸收瓦斯降低空氣中瓦斯濃度的瓦斯吸收劑。
背景技術
目前在礦井下主要應用通風裝置和瓦斯檢測裝置來預防瓦斯事故的發生,通過控制礦井區域的瓦斯濃度,使其遠低于瓦斯爆炸極限。另外還可采用在礦井下安裝瓦斯爆炸阻爆和隔爆裝置來抑制爆炸的發展。在可能發生爆炸區域設置水槽棚和巖粉棚,當瓦斯爆炸沖擊波經過時,其被爆炸波掀翻,棚中的水和惰性巖粉吸收爆炸能量,達到抑爆和阻爆的目的。瓦斯爆炸阻爆和隔爆措施是在爆炸發生后,被動釋放抑爆材料,來抑制瓦斯爆炸的發展。瓦斯吸收材料是煤礦高瓦斯巷道的瓦斯治理的一種新方法。該材料能夠主動吸收瓦斯,將現場工作環境的瓦斯濃度控制在安全范圍之內,可根據煤礦生產的不同情況,作為預防瓦斯事故的產品,降低井下瓦斯濃度,保障煤礦安全。中國專利031262961.1公開了一種預防瓦斯爆炸的液體,將多種制冷劑和滅火劑混合后裝入壓力容器中使用,可以將液體噴灑在工作面上,降低井下溫度和瓦斯氣濃度。中國專利0410012425.0公開了一種吸收瓦斯的液體,由磷酸三(2,3-二氯丙酯)、氫氟酸、次氯酸鈉、四氯化碳等的水溶液組成,放到容器中,通過加熱使其揮發到礦井中,用于在平時煤礦中低濃度瓦斯氣進行治理,以控制煤礦瓦斯氣濃度,減少爆炸危險。以上兩個專利多使用一些制冷劑和滅火劑,主要起到降溫滅火的作用,且配方中含有一些毒性較大的物質及腐蝕性物質。中國專利0510105675.3公開了一種瓦斯降塵阻化劑,由阻燃劑和多種表面活性劑混合配制而成,將其噴霧在空氣中,吸收瓦斯氣體,降低工作面瓦斯濃度。此配方中含有多種成分,配制方法較為復雜。
因此,如何提供一種配方簡單,配方中材料毒性低,且使用方便,具有較好吸收效果、可以有效降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑,是個需要解決的問題。
發明內容
本發明實施例的目的是提供一種用于降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑,可噴灑在空氣中吸收瓦斯直接降低空氣中瓦斯含量來解決瓦斯超濃度,使空氣中瓦斯的濃度降低到安全范圍,消除因瓦斯濃度超限存在的潛在瓦斯爆炸的危險。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
本發明實施例提供一種用于降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑,該吸收劑是由下述各材料混合后形成的液態膠束溶液,包括:離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑和水,其中離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑的總重量占吸收劑總重量的10~20%,其余為水。
所述離子型表面活性劑為十二烷基硫酸鈉。
所述非離子型表面活性劑為烷基酚聚氧乙烯醚、吐溫80、蓖麻油聚氧乙烯醚中的任一種。
所述吸收劑中的離子型表面活性劑采用十二烷基硫酸鈉,其用量在吸收劑中按重量百分比計為5%,非離子表面活性劑采用烷基酚聚氧乙烯醚,其用量在吸收劑中按重量百分比計為15%。
所述吸收劑中的離子型表面活性劑采用十二烷基硫酸鈉,其用量在吸收劑中按重量百分比計為15%,非離子型表面活性劑采用吐溫80,其用量在吸收劑中按重量百分比計為5%。
所述吸收劑中的離子型表面活性劑采用十二烷基硫酸鈉,其用量在吸收劑中按重量百分比計為15%,非離子型表面活性劑采用蓖麻油聚氧乙烯醚,其用量在吸收劑中按重量百分比計為5%。
所述吸收劑中的離子型表面活性劑采用十二烷基硫酸鈉,且非離子型表面活性劑采用烷基酚聚氧乙烯醚時,十二烷基硫酸鈉與烷基酚聚氧乙烯醚在吸收劑中的重量比優選為1∶3。
所述吸收劑中的離子型表面活性劑采用十二烷基硫酸鈉,且非離子型表面活性劑采用吐溫80時,十二烷基硫酸鈉與吐溫80在吸收劑中的重量比優選為3∶1。
所述吸收劑中的離子型表面活性劑采用十二烷基硫酸鈉,且非離子型表面活性劑采用蓖麻油聚氧乙烯醚時,十二烷基硫酸鈉與蓖麻油聚氧乙烯醚在吸收劑中的重量比優選為3∶1。
由上述本發明提供的技術方案可以看出,本發明實施例中的瓦斯吸收劑由離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑與水按一定配比組成,其中非離子表面活性劑插入到十二烷基硫酸鈉膠束中,使原來的十二烷基硫酸鈉的極性頭基間的電性斥力減弱,從而導致了混合膠束的生成。混合膠束其親水基團朝向水相,與水接觸,而疏水部分則互相聚集形成有機微環境,這種微環境可作為有機化合物的分配介質,大大提高了有機化合物(包括甲烷)的溶解度,因此當將該吸收劑噴灑到空氣中時,可快速有效吸收空氣中濃度超標的瓦斯,消除爆炸隱患,保證了礦井作業的安全。
附圖說明
圖1為本發明實施例的氣相色譜分析標準曲線;
圖2a為本發明實施例的實施例二中的氣相色譜圖a;
圖2b為本發明實施例的實施例二中的氣相色譜圖b;
圖2c為本發明實施例的實施例二中的氣相色譜圖c;
圖3a為本發明實施例的實施例三中的氣相色譜圖a;
圖3b為本發明實施例的實施例三中的氣相色譜圖b;
圖3c為本發明實施例的實施例三中的氣相色譜圖c;
圖4a為本發明實施例的實施例四中的氣相色譜圖a;
圖4b為本發明實施例的實施例四中的氣相色譜圖b;
圖4c為本發明實施例的實施例四中的氣相色譜圖c。
具體實施方式
本發明實施方式提供一種用于降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑,該吸收劑是由離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑和水混合后組成的混合膠束溶液,其中的離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑的總重量占吸收劑總重量的10~20%,其余為水。其中非離子表面活性劑插入到十二烷基硫酸鈉膠束中,使原來的十二烷基硫酸鈉的極性頭基間的電性斥力減弱,從而導致了混合膠束的生成。混合膠束其親水基團朝向水相,與水接觸,而疏水部分則互相聚集形成有機微環境,這種微環境可作為有機化合物的分配介質,大大提高了有機化合物(包括甲烷)的溶解度,因此當將該吸收劑噴灑到空氣中時,可快速有效吸收空氣中濃度超標的瓦斯,消除爆炸隱患,保證了礦井作業的安全。
為便于理解,下面通過具體實施例對本發明作進一步說明。
實施例一
本實施例提供一種用于降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑,該吸收劑是由離子型表面活性劑、非離子表面活性劑和水混合后組成的液態混合膠束溶液,按重量百分比計,其中的離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑的總重量占吸收劑總重量的10~20%,其余為水。其中,離子型表面活性劑為十二烷基硫酸鈉。非離子表面活性劑為烷基酚聚氧乙烯醚(曲拉通x-100)、吐溫80、蓖麻油聚氧乙烯醚(EL-20)中的任一種。
上述吸收劑中,當離子型表面活性劑采用十二烷基硫酸鈉,且非離子型表面活性劑采用烷基酚聚氧乙烯醚(曲拉通x-100)時,十二烷基硫酸鈉與烷基酚聚氧乙烯醚(曲拉通x-100)在吸收劑中的重量比優選為1∶3。
上述吸收劑中,當離子型表面活性劑采用十二烷基硫酸鈉,且非離子型表面活性劑采用吐溫80時,十二烷基硫酸鈉與吐溫80在吸收劑中的重量比優選為3∶1。
上述吸收劑中,當離子型表面活性劑采用十二烷基硫酸鈉,且非離子型表面活性劑采用蓖麻油聚氧乙烯醚(EL-20)時,十二烷基硫酸鈉與蓖麻油聚氧乙烯醚在吸收劑中的重量比優選為3∶1。
配置方法:先將非離子型表面活性劑溶于定量的水中,而后將離子型表面活性劑加入到非離子表面活性劑溶液中,經超聲波分散使混合膠束溶液分散均勻。
下面結合具體的實施過程及應用及對本發明實施例吸收劑吸收甲烷情況的分析進行詳細說明,
首先說明的是下述各實施例中,對吸收劑吸收瓦斯的分析采用的是頂空氣相色譜分析,該方法對吸收劑吸收甲烷后得到的吸收液進行多次頂空萃取氣相色譜分析后,可以計算出吸收液中甲烷完全釋放時的總峰面積,以此峰面積為縱坐標,從圖1所示的頂空氣相色譜分析的標準曲線上找到其對應的甲烷體積分數,即可以確定吸收劑吸收甲烷的數據。
實施例二
本實施例提供的用于降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑,具體由離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑和水混合而成,混合后組成混合膠束溶液,其中,離子型表面活性劑采用十二烷基硫酸鈉,其用量為5%,非離子型表面活性劑采用烷基酚聚氧乙烯醚(曲拉通x-100),其用量為15%,其它成分為水。
本實施例中的瓦斯吸收劑,經試驗當作為離子型表面活性劑的十二烷基硫酸鈉在吸收劑中的濃度為5%時,且作為非離子型表面活性劑的曲拉通x-100在吸收劑中的濃度為15%時,組成的吸收劑吸收甲烷后得到的吸收液進行頂空氣相色譜分析,圖2a~圖2c是吸收劑吸收甲烷后進行三次頂空萃取氣相色譜分析后得到的氣相色譜圖(根據三次頂空萃取分析計算的峰面積為36116),參照圖1的標準曲線,可確定本實施例中的吸收劑對瓦斯的主要成份甲烷的吸收體積比達到了7.85%。
實施例三
本實施例提供的用于降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑,具體由離子型表面活性劑、兩性表面活性劑和水混合而成,混合后組成液態混合膠束溶液,其中,離子型表面活性劑為十二烷基硫酸鈉,其用量為15%,非離子型表面活性劑為吐溫80,其用量為5%,其它成分為水。
本實施例中的瓦斯吸收劑,經試驗當作為離子型表面活性劑的十二烷基硫酸鈉在吸收劑中的濃度為15%時,且作為離子型表面活性劑的吐溫80在吸收劑中的濃度為5%時,組成的吸收劑吸收甲烷后得到的吸收液進行頂空氣相色譜分析,圖3a~圖3c是吸收劑吸收甲烷后進行三次頂空萃取氣相色譜分析后得到的氣相色譜圖(根據三次頂空萃取分析計算的峰面積為31434),參照圖1的標準曲線,可確定本實施例中的吸收劑對瓦斯的主要成份甲烷的吸收體積比達到了6.89%。
實施例四
本實施例提供的用于降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑,具體由離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑和水混合而成,混合后組成混合膠束溶液,其中,離子型表面活性劑采用十二烷基硫酸鈉,其用量為15%,非離子型表面活性劑采用蓖麻油聚氧乙烯醚(EL-20),其用量為5%,其它成分為水。
本實施例中的瓦斯吸收劑,經試驗當作為離子型表面活性劑采用十二烷基硫酸鈉,其用量為15%,非離子型表面活性劑采用蓖麻油聚氧乙烯醚(EL-20),其用量為5%,組成的瓦斯吸收劑吸收甲烷后得到的吸收液進行頂空氣相色譜分析,圖4a~圖4c是吸收劑吸收甲烷后進行三次頂空萃取氣相色譜分析后得到的氣相色譜圖(根據三次頂空萃取分析計算的峰面積為34711),參照圖1的標準曲線,可確定本實施例中的吸收劑對瓦斯的主要成份甲烷的吸收體積比達到了7.56%。
下面通過不同的實驗數據,說明含有不同濃度的離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑的吸收劑對瓦斯中主要成分甲烷的吸收情況。
通過調整十二烷基硫酸鈉與非離子型表面活性劑的質量比可以配制不同濃度的瓦斯吸收劑,經霧化噴射吸收甲烷后,通過頂空氣相色譜分析,得到甲烷吸收體積分數,其中體積分數越大,吸收效果越好,具體見表1。
表1表面活性劑重量比為20%時不同配比十二烷基硫酸鈉與非離子表面活性劑的吸收效果對比表

從上述實驗數據表1中,可以看出離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑復配后產生協同增效作用,對甲烷的吸收效果大多好于其單獨使用時。當十二烷基硫酸鈉與不同種類非離子表面活性劑復配時,達到最佳吸收效果的配比不同。通過調節離子型表面活性劑和非離子表面活性劑的不同配比,可達到對瓦斯的最佳吸收效果。將該吸收劑噴灑到含有瓦斯的空氣中,材料中的混合膠束可吸收瓦斯的主要成分甲烷,達到降低瓦斯濃度的目的。
本發明實施例中的瓦斯吸收劑的使用方法是:將該吸收劑設置在霧化噴射裝置內,當礦井內瓦斯濃度超過安全范圍時,通過濃度檢測觸發器啟動霧化噴射裝置將該水基瓦斯吸收劑,在短時間內噴入瓦斯濃度超限的空間,主動吸收瓦斯,降低瓦斯濃度,盡可能消除潛在的瓦斯爆炸危險,保證了礦井作業的安全。
在礦井安全領域中,常將減少瓦斯爆炸范圍采用的抑爆和隔爆技術與治理瓦斯的方法相結合,這樣才可以達到有效綜合治理瓦斯的目的。隔爆抑爆裝置或技術需要與具有抑爆效果的材料配合使用才能發揮其抑爆效果,本發明實施例中的瓦斯吸收劑可以作為抑爆材料使用,當瓦斯濃度超過安全范圍時,觸發隔爆裝置,釋放出作為抑爆材料的瓦斯吸收劑,降低瓦斯的濃度,減少爆炸的危險和強度。
綜上所述,本發明實施例中用離子型表面活性劑、非離子表面活性劑與水按特定重量比例組成吸收劑,其組成簡單,制備方便,其中的離子型表面活性劑與非離子表面活性劑形成混合膠束,其親水基團朝向水相,與水接觸,而疏水部分則互相聚集形成有機微環境,這種微環境可作為有機化合物的分配介質,大大提高了有機化合物(包括甲烷)的溶解度,由于礦井內的瓦斯中的主要成份是甲烷,因此當將該吸收劑噴灑到空氣中時,可在有效時間內降低工作面的瓦斯濃度和粉塵濃度,抑制瓦斯氣體爆炸,增強煤礦安全性。本發明實施例中的瓦斯吸收劑配制方法較為簡單,吸收劑主要成分毒性低,且吸收機理明確,可以通過調節各組分配比控制吸收效果。
以上所述,僅為本發明較佳的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,也不因各實施例的先后次序對本發明造成任何限制,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,可輕易想到的變化或替換,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此,本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。

關于本文
本文標題:一種用于降低瓦斯濃度的瓦斯吸收劑.pdf
鏈接地址:http://www.pqsozv.live/p-127005.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
钻石光影