防治煤自燃的离子液体阻化剂技术发生装置的制作方法

本实用新型涉及煤自燃防治领域，具体涉及一种防治煤自燃的离子液体阻化剂技术发生装置。

背景技术：

煤炭产业已经步入了科技化生产的时代，对安全生产的重视程度也越来越高；而煤火作为矿井安全生产的五大灾害之一，对其有效防治是确保矿井安全生产的主要保障；因此高效的矿井防灭火技术装备及应用工艺显得尤为重要。离子液体阻化剂可溶解或破坏煤中易氧化活性基团的结构，以减弱或抑制煤的氧化能力，从本质上达到防治煤自燃的目的。且离子液体是新型的绿色溶剂，可回收循环利用，不会对环境造成污染，因此有必要实用新型一种用于煤火防治的离子液体阻化剂发生装置。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供了一种防治煤自燃的离子液体阻化剂技术发生装置，当井下发现自燃倾向性煤层时，可以做到防与灭的协同进行，有效保障矿井生产的安全高效进行。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

防治煤自燃的离子液体阻化剂技术发生装置，包括通过管路依次连通的离子液体阻化剂储槽、冷水机组、定体积50L离子液体阻化剂装载器、恒速搅拌器、梭形射流器，所述恒速搅拌器上端连接有定体积100L载水装置，所述定体积100L载水装置通过气凝胶保温耐高压管路连接有矿用水箱，所述离子液体阻化剂储槽与冷水机组之间设有离子液体阻化剂输送动力泵，所述离子液体 阻化剂储槽包括Q235碳钢外层和储槽内层，离子液体阻化剂储槽上布设有液位计、防泄漏监测报警闭锁装置、储槽内压测定压力表和无源自增压装置，离子阻化剂储槽一侧设有出料口，所述出料口上安装有阻化剂出口涡街流量计、截止阀和泄压阀，另一侧设有一放空口，所述放空口上设有放空阀。离子液体阻化剂和水体分别注满定体积50L离子液体阻化剂装载器和100L水体载水装置后同时开启各自阀门进入涡轮式恒速搅拌器进行搅拌，实现离子液体阻化剂混合液浓度的50％配比；气凝胶输送管路能够防止阻化剂混合液在输送过程中的热量损失，其耐高压特性也为混合液的输送安全性提供保障；通过恒速搅拌实现离子液体阻化剂与水体混合均匀；梭形射流装置用于进一步确保混合液进入气凝胶输送管路的流体均匀性。

优选地，所述阻化剂输送动力泵采用BP102-1000型柱塞式离子液体阻化剂输送动力泵，为离子液体阻化剂及其与水体搅拌均匀混合液整体输送过程中提供动力保证，泵送装置布设压力变送器，用于监测离子阻化剂混合液输送过程中压力变化情况。

优选地，所述恒速搅拌器采用圆盘涡轮式-HY型恒速搅拌器，内布设速度传感器、浓度传感器、涡街式流量计，用于监测离子液体阻化剂混合液在搅拌器转速、浓度及流量情况。

优选地，所述冷水机组采用冷热两用15HP风冷式冷水机组，用于对通过管路输送的离子液体阻化剂进行降温处理，实现离子液体阻化剂的低温输送，确保离子液体阻化剂对煤层的阻化降温处理。

优选地，所述储槽内层由316不锈钢层及气凝胶绝热材料构成。

优选地，所述阻化剂输送动力泵的柱塞泵额定功率11KW，流量1000L/h，最大工作压力15Mpa。

优选地，所述冷水机组布设温度传感器和多功能触屏式参数采集仪21，温度传感器的监测温度范围为-30℃～30℃，用于对冷水机组内的离子液体阻化剂温度情况进行实时监测。

优选地，所述防泄漏监测报警闭锁装置包括光电探测器、声光报警电路及防爆电磁阀。

优选地，所述无源自增压装置采用储槽压力变送器，用于确保离子液体阻化剂正常从出液口输出。

本实用新型的发生装置所选的离子液体阻化剂为目前市场性价比较高、普适性较强的[BMIM]BF₄离子液体阻化剂，对于易自燃型或自燃型矿井，即可将所述装置利用矿用平板车运下井进行阻化降温，本质上抑制煤自燃。

本实用新型具有以下有益效果：

利用离子液体阻化剂具有熔点低、不燃性、热稳定性高、优良的溶解性能以及物理化学性质可调性等优点，通过大量实验研究发现，离子液体阻化剂能够有效的降低煤层自燃倾向性，可溶解或破坏煤中易氧化活性基团的结构，以减弱或抑制煤的氧化能力，从本质上达到防治煤自燃的目的；宏观上离子液体可使煤的波峰温度向高温方向移动，说明离子液体处理延迟了煤的氧化进程，使得煤中结构参与氧化放热反应的开始温度点被提高。本实用新型离子液体阻化剂发生装置整体采用移动式设计，与其他防灭火技术工艺相比本实用新型具有移动灵活、体积小、运输便捷的特点，是煤火防治中新兴的工艺技术。

附图说明

图1为本实用新型实施例防治煤自燃的离子液体阻化剂技术发生装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例提供了防治煤自燃的离子液体阻化剂技术 发生装置，包括通过管路依次连通的离子液体阻化剂储槽1、冷水机组2、定体积50L离子液体阻化剂装载器4、恒速搅拌器6、梭形射流器7，所述恒速搅拌器6上端连接有定体积100L载水装置5，所述定体积100L载水装置5通过气凝胶保温耐高压管路8连接有矿用水箱9，所述离子液体阻化剂储槽1与冷水机组2之间设有离子液体阻化剂输送动力泵3，所述离子液体阻化剂储槽1包括Q235碳钢外层10和储槽内层11，离子液体阻化剂储槽1上布设有液位计12、防泄漏监测报警闭锁装置13、储槽内压测定压力表14和无源自增压装置19，离子液体阻化剂储槽1一侧设有出料口，所述出料口上安装有阻化剂出口涡街流量计15、截止阀16和泄压阀18，另一侧设有一放空口，所述放空口上设有放空阀17。

优选地，所述阻化剂输送动力泵3采用BP102-1000型柱塞式离子液体阻化剂输送动力泵3，为离子液体阻化剂及其与水体搅拌均匀混合液整体输送过程中提供动力保证，泵送装置布设压力变送器22，用于监测离子液体阻化剂混合液输送过程中压力变化情况。

所述恒速搅拌器6采用圆盘涡轮式-HY型恒速搅拌器，内布设速度传感器23、浓度传感器24、涡街式流量计25，用于监测离子液体阻化剂混合液在搅拌器转速、浓度及流量情况。

优选地，所述冷水机组2采用冷热两用15HP风冷式冷水机组，用于对通过管路输送的离子液体阻化剂进行降温处理，实现离子液体阻化剂的低温输送，确保离子液体阻化剂对煤层的阻化降温处理。

所述储槽内层11由316不锈钢层及气凝胶绝热材料构成。

所述阻化剂输送动力泵3的柱塞泵额定功率11KW，流量1000L/h，最大工作压力15Mpa。

所述冷水机组2布设温度传感器和多功能触屏式参数采集仪21，温度传感器的监测温度范围为-30℃～30℃，用于对冷水机组内的离子阻化剂温度情况进行实时监测。

所述防泄漏监测报警闭锁装置13包括光电探测器、声光报警电路及防爆电磁阀。

所述无源自增压装置采用储槽压力变送器，用于确保离子液体阻化剂正常从出液口输出。

本具体实施选用[BMIM][BF₄]离子液体阻化剂，该阻化剂目前市场性价比高，普适性高等优良特点，离子液体阻化剂经储槽自增压作用下从出液口流入柱塞泵，在泵送压力作用下进入冷热两用15HP风冷式冷水机组进行冷却，冷却至设定温度后打开冷水机组出液口，通过气凝胶保温耐高压胶管送入定体积50L离子液体阻化剂装载器，注满装载器后关闭冷水机组阀门，同时打开矿用水箱出液口阀门使水注满定体积100L载水装置后关闭水箱阀门。等定体积装置各自液体注满后打开圆盘涡轮式-HY型搅拌机进行恒速搅拌，当浓度传感器和速度传感器达到设定值时打开射流器进液口阀门，射流加速后通过气凝胶输送管路送至易自燃或自燃型煤层进行火灾防治。

为了保证本实用新型装置在施工过程中整体的便捷性及气密性，本实用新型装置管路连接统一采用K型快接头插销式连接。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。