专利名称：：一种降低瓦斯浓度的瓦斯吸收剂的制作方法
技术领域：
：本发明涉及煤矿安全生产保障用的有害气体吸收材料，尤其涉及一种能有效吸收瓦斯降低空气中瓦斯浓度的瓦斯吸收剂。
背景技术：
：煤矿瓦斯气体是一种易燃易爆气体，矿井中的瓦斯浓度超标，只能中断煤矿的连续生产，采取通风等措施获得安全，瓦斯一旦发生爆炸，严重威胁矿工的人身安全，而且还会严重摧毁矿井设施，造成巨大的灾难。因此有效防治瓦斯浓度超限和瓦斯爆炸对煤矿安全生产具有重要意义。现有防治瓦斯主要有以下几方面的措施①隔绝火源控制瓦斯爆炸；②降低瓦斯积聚控制瓦斯爆炸；③安全检测防止瓦斯爆炸；④煤层注水防治瓦斯。除了以上在矿井中广泛使用的防止瓦斯爆炸的方法之外，许多研究组对瓦斯综合治理方法进行了大量的研究工作，提出了治理瓦斯的新方法，主要体现在以下几方面①瓦斯水合治理技术；②固化防止瓦斯突出技术；③微生物治理瓦斯技术。但发明人发现，上述防止和治理瓦斯的方法虽可以起到预防瓦斯积聚和瓦斯突出的作用，但是它们均存在作用周期长，具有一定时间延迟性，无法解决空气中瓦斯瞬时超浓度，易引发爆炸的问题。
发明内容基于上述现有技术所存在的问题，本发明实施方式的目的是提供一种降低瓦斯浓度的瓦斯吸收剂，可喷洒在空气中吸收瓦斯直接降低空气中瓦斯含量来解决瓦斯超浓度，使空气中瓦斯的浓度降低到安全范围，消除因瓦斯浓度超限存在的潜在瓦斯爆炸的危险。本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明实施方式提供一种降低瓦斯浓度的瓦斯吸收剂，该吸收剂是由下述材料混合后组成的液态有序有机聚集体溶液，各材料为离子型表面活性剂、两性表面活性剂和水，按重量百分比计，其中的离子型表面活性剂和两性表面活性剂的总重量占吸收剂总重量的10%，其余为水。所述离子型表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的任一种。所述两性离子表面活性剂为十二烷基二曱基甜菜碱。所述吸收剂中离子型表面活性剂与两性离子表面活性剂的重量比为1:1~1:4。所述吸收剂中离子表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠，其用量按重量百分比计为5%，两性表面活性剂釆用十二烷基二甲基甜菜碱，其用量按重量百分比计为5%。所述吸收剂中离子表面活性剂采用十二烷基硫酸钠，其用量按重量百分比计为2.86%，两性表面活性剂采用十二烷基二曱基甜菜碱，其用量按重量百分比计为7.14%。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施方式中的瓦斯吸收剂由离子型表面活性剂、两性离子表面活性剂与水按特定重量比例组成，其中离子型表面活性剂与两性离子表面活性剂通过电荷作用相互结合形成混合有机聚集体，其亲水基团朝向水相，与水接触，而疏水部分则互相聚集形成有机微环境，这种微环境可作为有机化合物的分配介质，大大提高了有机化合物(包括曱烷)的溶解度，因此当将该吸收剂喷洒到空气中时，可快速有效吸收空气中浓度超标的瓦斯，消除爆炸隐患，保证了矿井作业的安全。图l为本发明实施例的气相色谱分析标准曲线；图2为本发明实施例的实施例二中的气相色谱图a;图3为本发明实施例的实施例二中的气相色谱图b;图4为本发明实施例的实施例二中的气相色谱图c;图5为本发明实施例的实施例三中的气相色i普图a;图6为本发明实施例的实施例三中的气相色谱图b;图7为本发明实施例的实施例三中的气相色谱图c。图8为本发明实施例的实施例四中的气相色谱图a;图9为本发明实施例的实施例四中的气相色谱图b;图10为本发明实施例的实施例四中的气相色谱图c。具体实施例方式本发明实施方式提供一种降低瓦斯浓度的瓦斯吸收剂，该吸收剂是由离子型表面活性剂、两性表面活性剂和水混合后组成的液态有序有机聚集体溶液，按重量百分比计，其中的离子型表面活性剂和两性表面活性剂的总重量占吸收剂总重量的10%，其余为水；同时为达到更好的吸收效果，可以使离子型表面活性剂与两性离子表面活性剂的重量比优选为l:1~1:4。其中离子型表面活性剂与两性离子表面活性剂通过电荷作用相互结合形成混合有机聚集体，其亲水基团朝向水相，与水接触，而疏水部分则互相聚集形成有机微环境，可作为有机化合物的分配介质，大大提高了有机化合物(包括曱烷)的溶解度，因此可作为吸收剂喷洒到空气中，吸收超浓度的瓦斯，消除爆炸隐患，保证矿井作业安全。为更好理解本发明的实施方式，下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。5实施例一本实施例提供一种降低瓦斯浓度的瓦斯吸收剂，该吸收剂是由离子型表面活性剂、两性表面活性剂和水混合后组成的液态有序有机聚集体溶液，按重量百分比计，其中的离子型表面活性剂和两性表面活性剂的总重量占吸收剂总重量的10%，其余为水。其中，离子型表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的任一种，两性离子表面活性剂为十二烷基二曱基甜菜碱。在上述吸收剂中，离子型表面活性剂与两性离子表面活性剂的重量比为1:1~1:4;这样形成的吸收剂可以达到较好的吸收效果。下面结合具体的实施过程及应用及对本发明实施例吸收剂吸收甲烷情况的分析进行详细说明，首先说明的是下述各实施例中，对吸收剂吸收瓦斯的分析采用的是顶空气相色谱分析，该方法对吸收剂吸收曱烷后得到的吸收液进行多次顶空萃取气相色谱分析后，可以计算出吸收液中曱烷完全释放时的总峰面积，以此峰面积为纵坐标，从图l所示的顶空气相色谱分析的标准曲线上找到其对应的曱烷体积分数，即可以确定吸收剂吸收甲烷的数据。实施例二本实施例提供的降低瓦斯浓度的瓦斯吸收剂，具体由离子型表面活性剂、两性表面活性剂和水混合而成，混合后组成液态有序有机聚集体溶液，其中，离子型表面活性剂采用十二烷基硫酸钠，其用量为2.86%，两性表面活性剂采用十二烷基二曱基甜菜碱，其用量为7.14%，其它成分为水。本实施例中的瓦斯吸收剂，经试验当作为离子型表面活性剂的十二烷基硫酸钠在吸收剂中的浓度为2.86%时，且作为两性表面活性剂的十二烷基二甲基甜菜碱在吸收剂中的浓度为7.14%时，组成的吸收剂吸收曱烷后得到的吸收液进行顶空气相色谱分析，图2-4是吸收剂吸收曱烷后进行三次顶空萃取气相色谱分析后得到的气相色谱图(根据三次顶空萃取分析计算的峰面积为649538),参照图l的标准曲线，可确定本实施例中的吸收剂对瓦斯的主要成份曱烷的吸收体积比达到了10.6%。实施例三本实施例提供的降低瓦斯浓度的瓦斯吸收剂，具体由离子型表面活性剂、两性表面活性剂和水混合而成，混合后组成液态有序有机聚集体溶液，其中，离子型表面活性剂为十二烷基硫酸钠，其用量为3.33%,两性表面活性剂为十二烷基二曱基甜菜碱，其用量为6.67%，其它成分为水。本实施例中的瓦斯吸收剂，经试验当作为离子型表面活性剂的十二烷基硫酸钠在吸收剂中的浓度为3.33%时，且作为两性表面活性剂的十二烷基二曱基甜菜碱在吸收剂中的浓度为6.67%时，组成的吸收剂吸收曱烷后得到的吸收液进行顶空气相色谱分析，图5-7是吸收剂吸收曱烷后进行三次顶空萃取气相色谱分析后得到的气相色谱图(根据三次顶空萃取分析计算的峰面积为30058),参照图l的标准曲线，可确定本实施例中的吸收剂对瓦斯的主要成份曱烷的吸收体积比达到了6.6%。实施例四本实施例提供的降低瓦斯浓度的瓦斯吸收剂，具体由离子型表面活性剂、两性表面活性剂和水混合而成，混合后组成液态有序有才几聚集体溶液，其中，离子型表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，其用量按重量百分比计为5%，两性表面活性剂为十二烷基二曱基甜菜碱，其用量按重量百分比计为5%,其它成分为水。本实施例中的瓦斯吸收剂，经试验当作为离子型表面活性剂的十二烷基硫酸钠在吸收剂中的浓度为5%时，且作为两性表面活性剂的十二烷基二曱基甜菜碱在吸收剂中的浓度也为5°/。时，组成的瓦斯吸收剂吸收曱烷后得到的吸收液进行顶空气相色谱分析，图8-IO是吸收剂吸收甲烷后进行三次顶空萃取气相色谱分析后得到的气相色谱图(根据三次顶空萃取分析计算的峰面积为26387)，参照图l的标准曲线，可确定本实施例中的吸收剂对瓦斯的主要成份甲烷的吸收体积比达到了5.85%。通过上述对各实施例提供的吸收剂吸收瓦斯情况的分析，可知在本发明实施例的吸收剂中当作为离子型表面活性剂的十二烷基硫酸钠的浓度为2.86°/。，且作为两性表面活性剂的十二烷基二甲基甜菜碱的浓度为7.14%,对瓦斯可达到最佳的吸收效果。下面通过不同的实验数据，说明含有不同浓度的离子型表面活性剂和两通过调整十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠与十二烷基二曱基甜菜碱之间的质量比可以配制不同浓度的瓦斯吸收剂，经雾化喷射吸收曱烷后，通过顶空气相色谱分析，得到甲烷吸收体积分数，其中体积分数越大，吸收效果越好，具体见表l、表2。表1为不同配比十二烷基硫酸钠与十二烷基二曱基甜菜碱溶液的吸收效果对比表十二烷基硫酸钠与十二烷基二甲基甜菜碱的质量比<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2为不同配比十二烷基苯磺酸钠与十二烷基二曱基甜菜碱溶液的吸收效果对<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>从上迷实验数据表l、2中，可以看出离子型表面活性剂和两性离子表面活性剂复配后产生协同增效作用，对甲烷的吸收效果大多好于其单独使用时。当离子型表面活性剂与两性离子表面活性剂在材料中的重量比固定为10%时，两者的配比的改变会产生不同的吸收效果，一般优选离子型表面活性剂与两性离子表面活性剂的重量比在l:1~1:4时，得到吸收剂对瓦斯的主要成分曱烷的吸收效果最佳。将该吸收剂喷洒到含有瓦斯的空气中，材料中的混合表面活性剂有机聚集体可吸收瓦斯的主要成分曱烷，达到降低瓦斯浓度的目的。通过调节离子型表面活性剂和两性离子表面活性剂的不同配比，可达到对瓦斯的最佳吸收效果。一般将吸收剂中的离子型表面活性剂与两性离子表面活性剂的重量比调整在l:1~1:4时，得到吸收剂对瓦斯主要成分曱烷的吸收效果最佳。本发明实施例中的瓦斯吸收剂的使用方法是将该吸收剂设置在雾化喷射装置内，当矿井内瓦斯浓度超过安全范围时，通过浓度检测触发器启动雾化喷射装置将该水基瓦斯吸收剂，在短时间内喷入瓦斯浓度超限的空间，主动吸收瓦斯，降低瓦斯浓度，尽可能消除潜在的瓦斯爆炸危险，保证了矿井作业的安全。在矿井安全领域中，常将减少瓦斯爆炸范围采用的抑爆和隔爆技术与治理瓦斯的方法相结合，这样才可以达到有效综合治理瓦斯的目的。隔爆抑爆装置或技术需要与具有抑爆效果的材料配合使用才能发挥其抑爆效果，本发明实施例中的瓦斯吸收剂可以作为抑爆材料使用，当瓦斯浓度超过安全范围时，触发隔爆装置，释放出作为抑爆材料的瓦斯吸收剂，降低瓦斯的浓度，减少爆炸的危险和强度。综上所述，本发明实施例中用离子型表面活性剂、两性离子表面活性剂与水按特定重量比例组成吸收剂，其组成简单，制备方便，其中的离子型表面活性剂与两性离子表面活性剂通过电荷作用相互结合形成混合有机聚集体，其亲水基团朝向水相，与水接触，而疏水部分则互相聚集形成有机微环境，这种微环境可作为有机化合物的分配介质，大大提高了有机化合物(包括曱烷)的溶解度，由于矿井内的瓦斯中的主要成份是曱烷，因此当将该吸收剂喷洒到空气中时，可在有效时间内降低工作面的瓦斯浓度和粉尘浓度，抑制瓦斯气体爆炸，增强煤矿安全性。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。权利要求1、一种降低瓦斯浓度的瓦斯吸收剂，其特征在于，该吸收剂是由下述材料混合后组成的液态有序有机聚集体溶液，各材料为离子型表面活性剂、两性表面活性剂和水，按重量百分比计，其中的离子型表面活性剂和两性表面活性剂的总重量占吸收剂总重量的10％，其余为水。2、根据权利要求l所述的瓦斯吸收剂，其特征在于，所述离子型表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的任一种。3、根据权利要求l所述的瓦斯吸收剂，其特征在于，所述两性离子表面活性剂为十二烷基二甲基甜菜碱。4、根据权利要求l-3中任一项所述的瓦斯吸收剂，其特征在于，所述吸收剂中离子型表面活性剂与两性离子表面活性剂的重量比为l:1~1:4。5、根据权利要求l所述的瓦斯吸收剂，其特征在于，所述吸收剂中离子表面活性剂釆用十二烷基苯磺酸钠，其用量按重量百分比计为5%，两性表面活性剂采用十二烷基二甲基甜菜碱，其用量按重量百分比计为5%。6、根据权利要求l所述的瓦斯吸收剂，其特征在于，所述吸收剂中离子表面活性剂采用十二烷基硫酸钠，其用量按重量百分比计为2.86%，两性表面活性剂采用十二烷基二曱基甜菜^5威，其用量按重量百分比计为7.14%。全文摘要本发明提供了一种降低瓦斯浓度的瓦斯吸收剂。属于矿井有害气体吸收材料。该吸收剂是由下述材料混合后组成的液态有序有机聚集体溶液，各材料为离子型表面活性剂、两性表面活性剂和水，按重量百分比计，其中的离子型表面活性剂和两性表面活性剂的总重量占吸收剂总重量的10％，其余为水。该吸收剂中，将离子型表面活性剂、两性表面活性剂和水按特定重量比例混合后组成液态有序有机聚集体溶液，其中表面活性剂形成的有序有机聚集体提供了非极性微环境，这种微环境可作为有机化合物的分配介质，大大提高了有机化合物，尤其是甲烷的溶解度。抑制矿井工作面瓦斯气体爆炸，增强煤矿安全性。文档编号B01D53/14GK101485951SQ200910076630公开日2009年7月22日申请日期2009年1月12日优先权日2009年1月12日发明者张增志,娜谷申请人:中国矿业大学(北京)