[发明专利]一种温敏动态释放二氧化碳的防灭火材料和使用方法

说明书

本发明公开了一种温敏动态释放二氧化碳的防灭火材料和使用方法，涉及煤矿安全生产技术领域。该材料主要由能够吸收二氧化碳的离子液体、醇胺类以及水和表面活性剂组成，该材料可以在常温下大量吸收二氧化碳，而当超过特定温度后，随着温度的升高逐渐释放二氧化碳，从而实现温敏释放二氧化碳灭火的目的。本发明的有益效果：该材料可以解决常规方法注入二氧化碳容易逃逸的问题，该材料即可单独使用，又可以与黄泥浆混用，在需要防治区域材料喷洒后，该材料由于温度升高而逐步释放二氧化碳，从而起到降低氧气浓度，达到抑制煤进一步氧化甚至窒息灭火的效果。

技术领域

本发明涉及煤矿安全生产技术领域，具体涉及一种温敏动态释放二氧化碳的防灭火材料和使用方法。

背景技术

煤自燃火灾作为矿山和开采矿井的主要灾害之一，它不仅对煤炭资源、生产设备和大气环境造成严重的破坏，产生大量温室气体，同时也会点燃点爆瓦斯煤尘，引起各种明火燃烧，每年都会造成大量的人员伤亡。目前针对煤自燃火灾的防治技术主要有隔绝或者减低氧气浓度，比如注氮、注入CO₂、堵漏风、注黄泥浆、和采用阻化等技术。其中，注黄泥浆主要是黄泥浆中含水，可以起到降温作用和在煤的表面形成一层保护层，起到隔绝氧气的作用；注氮和注二氧化碳主要起到降低氧浓度的作用，但是由于氮气比空气轻，因此非常容易随风飘走，不适用于处理低位煤自燃，而二氧化碳比空气比重大，且能够快速大量的注入高温区域，吸附在煤体中的能力强，易于长时间保留在采空区，因此注入二氧化碳降低氧浓度的方法在火区或者高温区域治理上表现出很大的优势。但是由于二氧化碳也是气体，很容易随着矿井风流消逝，因此很难长时间对需要防护的区域起到防护作用，因此如何将二氧化碳固定在需要防护的区域，并且当防护区域温度升高时能够释放二氧化碳进行防灭火将非常有意义。同时，采用这样的方法还可以将大量CO2固定在井下采空区内，一旦煤体被采出后这些CO2将被长久封闭在井下，对减少温室气体排放也起到一定作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种温敏动态释放二氧化碳防灭火材料及其使用方法，以解决利用常规方法注二氧化碳容易随风逃逸的问题。该材料在常温下能够吸收固化大量二氧化碳，按照本发明提供的使用方法用于需要防护的区域，当需要防护的区域温度正常时，材料所含有的二氧化碳不会逃逸，而当需要防护的煤体温度升高超过特定温度后，能够逐渐释放二氧化碳，起到灭火作用。

本发明的任务之一在于提供一种温敏动态释放二氧化碳的防灭火材料。

一种温敏动态释放二氧化碳的防灭火材料由能够吸收二氧化碳的离子液体、醇胺、表面活性剂和水组成，其中离子液体占总吸收液的比例为5％-15％，醇胺类吸收剂占总吸收液体的比例为5％-15％，表面活性剂占比为0.5％，水占的比例为70％-89.5％。

所述能够吸收二氧化碳的离子液体主要是吡啶型离子液体，也可以是其他型离子液体。离子液体占总吸收液体的比例为5％-15％。

所述醇胺类主要为N-N-甲基二乙醇胺(MDEA)，也可以是其他醇胺类。醇胺类吸收剂占总吸收液体的比例为5％-15％。

所述表面活性剂主要是十二烷基苯磺酸钠或者十二烷基硫酸钠。占吸收剂的比例为0.5％。

进一步的，所述材料在常温下能够大量吸收二氧化碳，吸收能力为0.15-0.2mol/mol。

进一步的所述材料释放二氧化碳的初始温度为75℃-80℃，随着温度的升高，释放二氧化碳的速率逐渐增大，当温度达到100℃-120℃，释放二氧化碳的速率达到最大。

进一步的所述材料释放完毕二氧化碳之后，材料又可以吸收矿井中的二氧化碳，实现反复利用。

本发明的另一任务在于提供上述一种温敏动态释放二氧化碳的防灭火材料的使用方法，其包括以下步骤：