基本信息
- 項目名稱：
- 煤層自燃氣溶膠阻化防滅火特性實驗研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本文采用超聲波霧化技術對阻化劑溶液進行霧化，得到粒徑<5 的阻化氣溶膠，然后把煤放到這種阻化氣溶膠中進行阻化處理，采用程序升溫的實驗方法研究阻化氣溶膠的阻化特性。
- 詳細介紹：
- 氣溶膠防滅火技術是一項新興的具有廣闊應用前景的防滅火技術，它是將滅火細微顆粒彌散、懸浮于氣體介質(zhì)中形成溶膠狀態(tài)，再用氣流將其帶到擬處理區(qū)域，分別或同時以物理和化學兩種方式防滅火，即以降低空氣中氧濃度實現(xiàn)“窒息滅火”，降低燃燒溫度滅火和以切斷火焰基—鏈反應，破壞火災現(xiàn)場的燃燒條件，降低自由基濃度，抑制鏈式燃燒反應的化學方式滅火。由于氣溶膠防滅火機理獨特，滅火效率是CO2的8—12倍，是普通干粉滅火劑的4—6倍，滅火效能高、具有良好的環(huán)保性能，且氣溶膠分散質(zhì)顆粒懸浮性好，能在火災空間留駐較長時間，與燃燒物的接觸表面積大，具有與氣體物質(zhì)非常相似的流動擴散特性，可繞過障礙滲入微小空間，從而實現(xiàn)全淹沒、無死角式防滅火。 本文采用超聲波霧化技術對阻化劑溶液進行霧化，得到粒徑<5 的阻化氣溶膠，然后把煤放到這種阻化氣溶膠中進行阻化處理，采用程序升溫的實驗方法研究阻化氣溶膠的阻化特性。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 針對煤礦現(xiàn)有防滅火技術滅火效能差、滅火材料昂貴等缺點，為更好地防治煤層自燃火災，提出了氣溶膠阻化防滅火技術，對經(jīng)過阻化氣溶膠阻化處理過的煤樣進行程序升溫實驗。通過對比分析在不同溫度情況下原煤樣及阻化煤樣的煤自燃特性參數(shù)，選擇出合理的阻化劑 。
科學性、先進性及獨特之處
- 煤層自燃是煤礦自然災害防治的難題之一，本文率先將氣溶膠阻化劑用于煤層自燃防滅火，氣溶膠防滅火技術兼?zhèn)淞藲馊苣z滅火技術與阻化防滅火技術的雙重功效，具有高效環(huán)保、經(jīng)濟可靠的特點，在國內(nèi)外處于領先水平。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 本作品以棗泉煤樣為研究對象，發(fā)現(xiàn)氣溶膠對煤自燃有優(yōu)于常規(guī)滅火技術的防治效果，能從本質(zhì)上抑制煤自燃的發(fā)生，為煤層自燃防滅火領域提供技術支撐，從而減少煤炭自燃事故的發(fā)生且使生態(tài)環(huán)境得到更好的保護，有利于經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
學術論文摘要
- 以寧夏棗泉煤樣為研究對象，選取氯化鎂、磷酸二氫銨和碳酸氫鈉三種阻化劑，用超聲波霧化技術將阻化劑溶液霧化成阻化氣溶膠，采用程序升溫的實驗方法對經(jīng)過阻化氣溶膠阻化處理過的煤樣進行程序升溫實驗。通過對比分析在不同溫度情況下原煤樣及阻化煤樣的一氧化碳、二氧化碳氣體濃度與溫度的關系及計算不同溫度下耗氧速率、一氧化碳產(chǎn)生率等煤自燃特性參數(shù)，得出在102℃以前氯化鎂（20%）氣溶膠對棗泉煤樣具有很好的阻化效果。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
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同類課題研究水平概述
- 現(xiàn)在煤礦常用的防滅火技術主要有預防性灌漿、惰性氣體、三相泡沫、阻化劑、均壓堵漏、膠體防滅火技術等。以上的防滅火技術各有其特點，而這些技術中只有阻化劑（化學阻化劑）防滅火技術兼具了物理冷卻降溫和化學抑制阻化煤自燃的雙重功效，能從本質(zhì)上抑制煤自燃的發(fā)生，達到標本兼治的目的，而且經(jīng)過阻化作用后的煤體一般不會發(fā)生復燃。但是，目前阻化劑的噴灑、霧化、煤體預注等防滅火工藝不能很好地將阻化劑帶到擬處理區(qū)域，其主要原因是阻化劑不能長時間停留在空中隨風飄流。 氣溶膠滅火技術就是將具有防滅火性能的細微顆粒制作成氣溶膠送到處理區(qū)域，通過稀釋氧濃度、物理冷卻、化學抑制等協(xié)同作用實現(xiàn)防滅火的技術手段，是最近幾十年新興起來的滅火技術。目前該技術比較認同的分類是冷氣溶膠滅火技術和熱氣溶膠滅火技術。由于熱氣溶膠在釋放過程中經(jīng)過氧化燃燒反應，會產(chǎn)生大量的熱，因此不適用于應用在煤礦井下防滅火。冷氣溶膠滅火技術是將已加工好的滅火劑超細微粒（<5μm）以氣流為動力源將其分散在滅火空間，其阻化效果及阻化范圍明顯優(yōu)于現(xiàn)在煤礦采用的阻化工藝。 目前，關于氣溶膠阻化防滅火技術在撲滅煤自燃火災方面國內(nèi)外尚沒有先例，且氣溶膠滅火劑對煤在低溫（<100℃）時的阻化作用還沒有人員進行過研究探索。根據(jù)氣溶膠的特點及滅火劑的防滅火機理，氣溶膠滅火技術應用在煤自燃阻化及撲滅煤自燃火災方面是可行的，而且實驗結(jié)果表明，阻化氣溶膠對煤自燃具有較好的阻化效果,如果能解決氣溶膠應用在煤層自燃防治中的工藝、裝備及其方法等問題，它有望在防治煤自燃火災方面發(fā)揮重要作用。
