[发明专利]一种相变材料温控胞衣阻化剂制备系统及其方法

说明书

本发明公开了一种相变材料温控胞衣阻化剂制备系统及其方法，阻化剂溶液依次经过冰球制备单元、下漏单元、熔融相变材料单元、喷雾单元、冷却单元以及筛分单元后，制备成由相变材料包裹的温控胞衣阻化剂，并能够控制冰球颗粒经过喷雾区时的相变材料附着效果，即控制最终胞衣厚度。本发明采用相变材料作为胞衣材料，能够在高含水复合阻化物外包裹一层相变材料作为胞衣，不仅克服了传统防灭火阻化剂易失效的缺点，而且其对温度的升高比较敏感，能在煤自燃临界温度之前融化，进而使胞衣内的阻化剂释放来抑制煤自燃；制备系统模块化设计，结构简单易操作，可高效的生产加工胞衣阻化剂。

技术领域

本发明涉及阻化剂制备系统及制备方法，特别是一种相变材料温控胞衣阻化剂制备系统及方法。

背景技术

我国既是世界上煤炭产量最大的国家，也是煤层自然发火最为严重的国家之一。煤矿火灾是威胁我国煤矿安全生产的重大灾害之一，特厚每层综采放顶煤高产高效技术的大力推广，矿井频繁出现采空区遗煤自燃火灾，自燃易引起瓦斯燃烧和爆炸。阻化剂防治煤自燃技术是目前常用的防灭火技术，但是阻化剂存在寿命短、稳定性差、具有强腐蚀性等缺点。

防止煤炭自燃的原理是消除煤氧化现象的发生或消除煤氧化过程中热量的聚集。煤炭自燃防治通常采用预防性灌浆技术、注入氮气技术、注凝胶和复合胶体、以及使用阻化剂等防灭火技术。目前的阻化剂从应用方法来看，都只能单品种使用，存在用量大、成本高、阻化寿命短、与水液体溶融速度慢、防治煤自燃效果差等缺陷。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提供一种相变材料温控胞衣阻化剂制备系统及其方法，能够在高含水复合阻化物外包裹一层相变材料作为胞衣，解决了现有阻化剂阻化寿命短、稳定性差、无法有效控制采空区自燃区域的问题。

技术方案：一种相变材料温控胞衣阻化剂制备系统，包括冰球制备单元、下漏单元、熔融相变材料单元、喷雾单元、冷却单元以及筛分单元；

其中，所述冰球制备单元包括球形硅胶模具以及冷冻室；

所述下漏单元包括下漏盘，所述下漏盘底部设有孔洞，所述下漏盘可前后左右晃动，冰球颗粒可从下漏盘的孔洞逐个下落；

所述熔融相变材料单元包括加热炉以及熔融罐，所述熔融罐置于加热炉上；

所述喷雾单元包括上下两端敞口的喷雾箱体、第一离心泵、熔融相变材料管路以及若干喷枪，所述熔融相变材料管路绕制在喷雾箱体中上部的内壁上，并沿喷雾箱体螺旋上升设置，喷枪间隔固定连接在所述熔融相变材料管路上，所述熔融相变材料管路通过第一离心泵连接所述熔融罐；其中，所有喷枪的开口均朝向喷雾箱体的中轴线，喷枪的俯仰角可调，各个喷枪的开闭可单独控制；

所述冷却单元包括冰水箱、第二离心泵、冰水管路，所述冰水管路绕制在喷雾箱体下部的内壁上，并通过所述第二离心泵连接所述冰水箱；

所述筛分单元包括上下两层传送带，所述上下两层传送带分别连接有一个回收槽，所述上层传送带上设置有振动轮，所述上层传送带均匀布设若干直径小于胞衣颗粒直径的小孔；

所述下漏盘设置在所述喷雾箱体顶部中央，所述上下两层传送带设置在所述喷雾箱体底部中央，所述下漏盘以及上下两层传送带与喷雾箱体的垂直距离可调。

所述相变材料温控胞衣阻化剂制备系统的方法，包括如下步骤：

步骤1，将无机阻化剂溶质放入容器中，并按照一定比例加入水溶剂，同时进行搅拌得到均匀溶液；

步骤2，将配置好的所述溶液滴入所述球形硅胶模具中，并放入所述冷冻室冷冻后，得到冰球颗粒；

步骤3，将固体相变材料投入所述熔融罐，加热炉加热使固体相变材料熔融成液体；所述第一离心泵将冰水箱中的冰水输送至所述冰水管路；