本發(fā)明涉及煤炭地下氣化技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種煤炭地下氣化點(diǎn)火劑的制備方法。

背景技術(shù)：

在無井式煤炭地下氣化過程中，火力貫通氣化通道時(shí)，首先要在深部盲孔中將煤層點(diǎn)燃?，F(xiàn)有的焦炭點(diǎn)火、電點(diǎn)火等方法存在著點(diǎn)火過程復(fù)雜、操作難度大等缺點(diǎn)。例如在焦炭點(diǎn)火過程中，若投入的熾熱煤炭或焦炭的放熱量不足以抵消包括水蒸發(fā)在內(nèi)的吸收的熱量，往往會(huì)導(dǎo)致點(diǎn)火失敗，且大量的煤炭和焦炭可能會(huì)堵塞鉆孔，影響再次的點(diǎn)火過程，同時(shí)也使鉆孔底部的阻力增大，增加了運(yùn)行費(fèi)用；在電點(diǎn)火過程中，由于煤層含有大量水分，容易導(dǎo)致點(diǎn)火器短路。尤其對(duì)于深部煤層而言，由于鉆孔深度大、地下水等各種不利因素的存在，給煤層點(diǎn)火帶來了許多困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明提出了一種煤炭地下氣化點(diǎn)火劑的制備方法，旨在解決現(xiàn)有深部含水煤層難以點(diǎn)燃的問題。

一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種煤炭地下氣化點(diǎn)火劑的制備方法，該方法包括以下步驟:(1)取(40～80)份中的部分基體燃料，向其中加入堿金屬，在20-80℃的恒溫水浴中攪拌，反應(yīng)得到固化產(chǎn)物；(2)再取剩余的基體燃料，向所述基體燃料中加入(1～15)份凝固劑，20-80℃的恒溫水浴下，溶解至溶液呈清澈透明狀，在攪拌狀態(tài)下添加所述步驟(1)中得到的固化產(chǎn)物，至溶液逐漸固化得到半透明結(jié)晶體；(3)在20-80℃恒溫水浴下，向所述步驟(2)中制得的半透明結(jié)晶體中依次加入(0.5～15)份穩(wěn)定劑、(4～20)份氧化劑、(2～30)份助燃劑、(0.05～3)份催化劑、(2.5～18)份增塑劑和(2～20)份粘結(jié)劑，攪拌均勻，得到產(chǎn)物點(diǎn)火劑。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化點(diǎn)火劑的制備方法中，所述步驟(1)和步驟(2)中，基體燃料的總添加量為(50～70)份；在所述步驟(2)中，加入(2～10)份凝固劑；在所述步驟(3)中，加入(1～10)份穩(wěn)定劑、(5～15)氧化劑份、(3～25)助燃劑、(0.1～3)份催化劑、(3～15)份增塑劑和(3～15)份粘結(jié)劑。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化點(diǎn)火劑的制備方法中，所述步驟(1)中，堿金屬與基體燃料的質(zhì)量比為1：(1～4)。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化點(diǎn)火劑的制備方法中，所述步驟(1)中，堿金屬與基體燃料的質(zhì)量比為1：(2～3)。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化點(diǎn)火劑的制備方法中，所述基體燃料為甲醇和乙醇中的至少一種；所述凝固劑為高級(jí)脂肪酸、乙基羧基乙基纖維素、硬脂酸、醋酸鈣和硝化纖維中的至少一種；所述催化劑為醇鈉類；所述助燃劑為鎂粉、鋁粉、碳粉和高分子聚合物中的至少一種；所述氧化劑為氯酸鹽、高氯酸鹽和硝酸鹽中的至少一種；所述粘結(jié)劑為硝化纖維，所述增塑劑為石蠟，所述穩(wěn)定劑為硫代硫酸鈉。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化點(diǎn)火劑的制備方法中，所述催化劑為甲醇鈉和乙醇鈉中的至少一種。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化點(diǎn)火劑的制備方法中，所述步驟(1)中的堿金屬為金屬鈉。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化點(diǎn)火劑的制備方法中，所述步驟(1)、步驟(2)和步驟(3)中恒溫水浴的溫度為(30-70)℃。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化點(diǎn)火劑的制備方法中，所述步驟(1)中，攪拌的轉(zhuǎn)速為(120-180)轉(zhuǎn)/min、攪拌時(shí)間為(2-3)min；所述步驟(2)中，攪拌的轉(zhuǎn)速為(70-130)轉(zhuǎn)/min、攪拌時(shí)間為(3-5)min；所述步驟(3)中，攪拌的轉(zhuǎn)速為(55-90)轉(zhuǎn)/min、攪拌時(shí)間為(10-30)min。

進(jìn)一步地，上述煤炭地下氣化點(diǎn)火劑的制備方法中，在所述步驟(3)之后，將得到的產(chǎn)物點(diǎn)火劑靜置冷卻，待其凝固后密封避光保存。

本發(fā)明提供的點(diǎn)火劑的制備方法,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、原料易得，制備的點(diǎn)火劑性能優(yōu)良，熱值高，可迅速點(diǎn)燃與之相接觸的煤層，提高了點(diǎn)火成功率；該點(diǎn)火劑可塑性較強(qiáng)、硬度適中，能投放入不同大小的鉆孔中參與點(diǎn)火過程；燃燒過程中始終保持固體狀態(tài)，放熱量較大；且其燃燒時(shí)間長(zhǎng)、煙少、殘?jiān)佟⑷紵a(chǎn)物無毒不污染地下水，增強(qiáng)點(diǎn)火效果的同時(shí)具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，由于利用該方法制備的點(diǎn)火劑對(duì)煤層的點(diǎn)火環(huán)境要求較低、在水中也易燃，適用于深部含水煤層無井式地下氣化爐點(diǎn)火，因此，拓寬了點(diǎn)火劑在煤炭地下氣化點(diǎn)火中的適用范圍。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)而不是對(duì)本發(fā)明專利要求的限制。

本發(fā)明提供了一種煤炭地下氣化點(diǎn)火劑的制備方法，包括以下步驟：取(40～80)份中的部分基體燃料，向其中加入堿金屬，在(20～80)℃的恒溫水浴下，反應(yīng)得到固化產(chǎn)物。具體地，基體燃料選自甲醇、乙醇或它們的混合物。堿金屬可以為鋰、鈉、鉀等，優(yōu)選地，堿金屬為金屬鈉，金屬鈉與基體燃料的質(zhì)量比為1：(1～4)；更優(yōu)選地，金屬鈉與基體燃料的質(zhì)量比為1：(2～3)。水浴溫度可以優(yōu)選為(30～70)℃，攪拌的轉(zhuǎn)速可以為(120～180)轉(zhuǎn)/min，攪拌時(shí)間可以為(2～3)min。具體實(shí)施時(shí)，可以從(40～80)份基體燃料中取(10～30)份與金屬鈉參與反應(yīng)。通過該步驟，可得到安全穩(wěn)定的基體燃料，從而保證點(diǎn)火劑的安全和防爆性能。

(2)再取剩余的基體燃料，向基體燃料中加入(1～15)份凝固劑，(20～80)℃的恒溫水浴下，溶解至溶液呈清澈透明狀，在攪拌狀態(tài)下添加步驟(1)中得到的固化產(chǎn)物，至溶液逐漸固化得到半透明結(jié)晶體。具體地，凝固劑選自高級(jí)脂肪酸、乙基羧基乙基纖維素、硬脂酸、醋酸鈣和硝化棉中的至少一種。水浴溫度可以優(yōu)選為(30～70)℃，攪拌的轉(zhuǎn)速可以為(70～130)轉(zhuǎn)/min，攪拌時(shí)間可以為(3～5)min。通過該步驟，可進(jìn)一步制出穩(wěn)定的半透明結(jié)晶體產(chǎn)物。

(3)在20-80℃恒溫水浴下，向步驟(2)中制得的半透明結(jié)晶體中依次加入(0.5～15)份穩(wěn)定劑、(4～20)份氧化劑、(2～30)份助燃劑、(0.05～3)份催化劑、(2.5～18)份增塑劑和(2～20)份粘結(jié)劑，攪拌均勻，得到產(chǎn)物點(diǎn)火劑。具體地，穩(wěn)定劑選自硫代硫酸鈉。氧化劑選自氯酸鹽、高氯酸鹽和硝酸鹽中的至少一種。例如，氧化劑可以為氯酸鉀、高氯酸鉀等。助燃劑可以選自鎂粉、鋁粉、碳粉和高分子聚合物中的至少一種。例如高分子聚合物可以為聚乙烯燃燒后無煙、無味的環(huán)保類高分子聚合物。催化劑選自醇鈉類，優(yōu)選選自甲醇鈉、乙醇鈉或它們的混合物。增塑劑選自石蠟，粘結(jié)劑選自硝化棉。具體實(shí)施時(shí)，水浴溫度可以優(yōu)選為(30～70)℃，攪拌的轉(zhuǎn)速為(55～90)轉(zhuǎn)/min，攪拌時(shí)間可以為(10～30)min。通過該步驟，最終制出硬度適中、可塑性較強(qiáng)，能投放入不同孔徑的鉆孔中參與點(diǎn)火過程且易被引燃的固體點(diǎn)火劑，將得到的點(diǎn)火劑靜置冷卻，待其凝固后密封避光保存。

優(yōu)選地，上述實(shí)施例中，步驟(1)和步驟(2)中，基體燃料的總添加量為(50～70)份；在步驟(2)中，加入(2～10)份凝固劑，在步驟(3)中，加入(1～10)份穩(wěn)定劑、(5～15)氧化劑份、(3～25)助燃劑、(0.1～3)份催化劑、(3～15)份增塑劑和(3～15)份粘結(jié)劑。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

稱取10g金屬鈉，將金屬鈉加入20g乙醇中，在20℃的恒溫水浴中以180r/min的轉(zhuǎn)速攪拌180s，反應(yīng)得到固化產(chǎn)物；

再取30g乙醇，向其中加入10g乙基羧基乙基纖維素，20℃的恒溫水浴下，溶解至溶液呈清澈透明狀，在以130r/min的轉(zhuǎn)速攪拌300s，攪拌過程中添加步驟(1)中得到的固化產(chǎn)物，至溶液逐漸固化得到半透明結(jié)晶體；

在20℃恒溫水浴下，上述制得的半透明結(jié)晶體中依次加入0.5g乙醇鈉，17.5g鎂粉、6g氯酸鉀、7g硝化棉、4g石蠟和5g硫代硫酸鈉，以90r/min攪拌600s后得到產(chǎn)物點(diǎn)火劑。

實(shí)施例2

稱取10g金屬鈉，將金屬鈉加入25g乙醇中，在30℃的恒溫水浴中以170r/min的轉(zhuǎn)速攪拌170s，反應(yīng)得到固化產(chǎn)物；

再取30g乙醇，向其中加入7g高級(jí)脂肪酸，30℃的恒溫水浴下，溶解至溶液呈清澈透明狀，在以120r/min的轉(zhuǎn)速攪拌280s，攪拌過程中添加步驟(1)中得到的固化產(chǎn)物，至溶液逐漸固化得到半透明結(jié)晶體；

在30℃恒溫水浴下，上述制得的半透明結(jié)晶體中依次加入1g乙醇鈉，15g鋁粉、7g高氯酸鉀、5g硝化棉、7g石蠟和3g硫代硫酸鈉，以85r/min攪拌720s后得到產(chǎn)物點(diǎn)火劑。

實(shí)施例3

稱取6g金屬鈉，將金屬鈉加入24g乙醇中，在40℃的恒溫水浴中以160r/min的轉(zhuǎn)速攪拌160s，反應(yīng)得到固化產(chǎn)物；

再取36g乙醇，向其中加入5g硬脂酸，40℃的恒溫水浴下，溶解至溶液呈清澈透明狀，在以110r/min的轉(zhuǎn)速攪拌260s，攪拌過程中添加步驟(1)中得到的固化產(chǎn)物，至溶液逐漸固化得到半透明結(jié)晶體；

在40℃恒溫水浴下，上述制得的半透明結(jié)晶體中依次加入2g乙醇鈉，8g碳粉與鎂粉的混合物、5g硝酸鉀、4g硝化棉、6g石蠟和10g硫代硫酸鈉，以80r/min攪拌750s后得到產(chǎn)物點(diǎn)火劑。

實(shí)施例4

稱取8g金屬鈉，將金屬鈉加入24g乙醇中，在50℃的恒溫水浴中以150r/min的轉(zhuǎn)速攪拌150s，反應(yīng)得到固化產(chǎn)物；

再取46g乙醇，向其中加入2g醋酸鈣，50℃的恒溫水浴下，溶解至溶液呈清澈透明狀，在以100r/min的轉(zhuǎn)速攪拌240s，攪拌過程中添加步驟(1)中得到的固化產(chǎn)物，至溶液逐漸固化得到半透明結(jié)晶體；

在50℃恒溫水浴下，上述制得的半透明結(jié)晶體中依次加入3g乙醇鈉，2g碳粉與鋁粉的混合物、10g氯酸鉀、6g硝化棉、3g石蠟和1g硫代硫酸鈉，以75r/min攪拌600s后得到產(chǎn)物點(diǎn)火劑。

實(shí)施例5

稱取4g金屬鈉，將金屬鈉加入16g甲醇中，在60℃的恒溫水浴中以140r/min的轉(zhuǎn)速攪拌140s，反應(yīng)得到固化產(chǎn)物；

再取34g甲醇，向其中加入9g乙基羧基乙基纖維素，60℃的恒溫水浴下，溶解至溶液呈清澈透明狀，在以90r/min的轉(zhuǎn)速攪拌220s，攪拌過程中添加步驟(1)中得到的固化產(chǎn)物，至溶液逐漸固化得到半透明結(jié)晶體；

在60℃恒溫水浴下，上述制得的半透明結(jié)晶體中依次加入2.5g甲醇鈉，30g鎂粉、4g氯酸鉀、7g硝化棉、3.5g石蠟和3g硫代硫酸鈉，以70r/min攪拌900s后得到產(chǎn)物點(diǎn)火劑。

實(shí)施例6

稱取5g金屬鈉，將金屬鈉加入15g甲醇中，在70℃的恒溫水浴中以130r/min的轉(zhuǎn)速攪拌130s，反應(yīng)得到固化產(chǎn)物；

再取40g甲醇，向其中加入8g高級(jí)脂肪酸，70℃的恒溫水浴下，溶解至溶液呈清澈透明狀，在以80r/min的轉(zhuǎn)速攪拌200s，攪拌過程中添加步驟(1)中得到的固化產(chǎn)物，至溶液逐漸固化得到半透明結(jié)晶體；

在70℃恒溫水浴下，上述制得的半透明結(jié)晶體中依次加入1.5g甲醇鈉，12g鋁粉、6g高氯酸鉀、5g硝化棉、15g石蠟和5.5g硫代硫酸鈉，以60r/min攪拌960s后得到產(chǎn)物點(diǎn)火劑。

實(shí)施例7

稱取7g金屬鈉，將金屬鈉加入21g甲醇中，在30℃的恒溫水浴中以170r/min的轉(zhuǎn)速攪拌170s，反應(yīng)得到固化產(chǎn)物；

再取38g乙醇，向其中加入6g硬脂酸，30℃的恒溫水浴下，溶解至溶液呈清澈透明狀，在以120r/min的轉(zhuǎn)速攪拌280s，攪拌過程中添加步驟(1)中得到的固化產(chǎn)物，至溶液逐漸固化得到半透明結(jié)晶體；

在30℃恒溫水浴下，上述制得的半透明結(jié)晶體中依次加入1g甲醇鈉，9g碳粉與鎂粉的混合物、8g硝酸鉀、3g硝化棉、6g石蠟和6g硫代硫酸鈉，以85r/min攪拌1080s后得到產(chǎn)物點(diǎn)火劑。

實(shí)施例8

稱取5g金屬鈉，將金屬鈉加入15g甲醇中，在80℃的恒溫水浴中以120r/min的轉(zhuǎn)速攪拌120s，反應(yīng)得到固化產(chǎn)物；

再取55g甲醇，向其中加入3g醋酸鈣，80℃的恒溫水浴下，溶解至溶液呈清澈透明狀，在以70r/min的轉(zhuǎn)速攪拌180s，攪拌過程中添加步驟(1)中得到的固化產(chǎn)物，至溶液逐漸固化得到半透明結(jié)晶體；

在80℃恒溫水浴下，上述制得的半透明結(jié)晶體中依次加入0.5g甲醇鈉，7g碳粉與鋁粉的混合物、9g氯酸鉀、15g硝化棉、3.5g石蠟和1g硫代硫酸鈉，以55r/min攪拌1200s后得到產(chǎn)物點(diǎn)火劑。

實(shí)施例9

稱取10g金屬鈉，將金屬鈉加入10g甲醇和乙醇的混合物中，在40℃的恒溫水浴中以160r/min的轉(zhuǎn)速攪拌160s，反應(yīng)得到固化產(chǎn)物；

再取30g甲醇和乙醇的混合物，向其中加入1g硝化棉，40℃的恒溫水浴下，溶解至溶液呈清澈透明狀，在以110r/min的轉(zhuǎn)速攪拌260s，攪拌過程中添加步驟(1)中得到的固化產(chǎn)物，至溶液逐漸固化得到半透明結(jié)晶體；

在40℃恒溫水浴下，上述制得的半透明結(jié)晶體中依次加入0.1g乙醇鈉和甲醇鈉的混合物，3g聚乙烯、15g硝酸鉀、2g硝化棉、2.5g石蠟和0.5g硫代硫酸鈉，以80r/min攪拌1500s后得到產(chǎn)物點(diǎn)火劑。

實(shí)施例10

稱取15g金屬鈉，將金屬鈉加入30g乙醇中，在50℃的恒溫水浴中以150r/min的轉(zhuǎn)速攪拌150s，反應(yīng)得到固化產(chǎn)物；

再取50g乙醇，向其中加入15g醋酸鈣，50℃的恒溫水浴下，溶解至溶液呈清澈透明狀，在以100r/min的轉(zhuǎn)速攪拌240s，攪拌過程中添加步驟(1)中得到的固化產(chǎn)物，至溶液逐漸固化得到半透明結(jié)晶體；

在50℃恒溫水浴下，上述制得的半透明結(jié)晶體中依次加入0.05g乙醇鈉，25g聚乙烯、20g氯酸鉀和高氯酸鉀的混合物、20g硝化棉、18g石蠟和15g硫代硫酸鈉，以75r/min攪拌1800s后得到產(chǎn)物點(diǎn)火劑。

經(jīng)分析檢測(cè)，通過本發(fā)明實(shí)施例1-10中提供的煤炭地下氣化點(diǎn)火劑的制備方法制備的點(diǎn)火劑的各種性能參數(shù)如下表：

可以看出，本發(fā)明中的點(diǎn)火劑性能優(yōu)良、熱值高、燃燒速度快且燃燒后殘?jiān)佟?/p>

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。