0 引言

我国煤炭资源主要集中在西北地区，各生产矿井以高度机械化综采工艺生产煤炭，由于煤炭生产、装运过程中的喷水降尘需求及煤炭湿法分选工艺的广泛应用，导致商品煤的水分在15%以上[1]，因此，大量商品煤在冬季寒冷气候下，通过铁路运输到东部地区时，极易发生冻结，产生系列问题，造成严重经济损失。

目前，煤炭企业主要通过喷洒化学煤炭防冻剂的方式，解决冬季运煤冻车问题。但传统煤炭防冻剂主要为氯化钙型产品，实际应用中防冻效果不佳，且由于含有大量氯元素，在喷洒应用过程中，会为煤炭引入氯元素，导致产品有害元素增加，最终会对环境产生严重污染。

因此，为响应国家环境保护的高要求，大力发展洁净煤技术，满足高端客户煤质要求，有效解决煤炭企业冬季煤炭运输的冻车问题，新型环保煤炭防冻液产品的研究开发与实际应用具有现实意义。

1 产品研究开发

1.1 设计要求

煤炭产品中的水分主要以吸附态和自由态存在，而在煤炭储存或运输过程中，自由态水分会逐渐集中到煤层底部，在低温下极易产生冻结问题。虽然我国煤炭中氯含量较低，平均值为0.021%，但解决防冻问题的传统煤炭防冻剂，因氯离子含量约50%左右，以现有的喷洒工艺、喷洒量和撒粉量，防冻剂对煤炭引入氯元素影响极大，会直接导致商品煤质氯含量大幅提高。

新型环保煤炭防冻剂产品，要在保证优异防冻效果的基础上，重点解决氯元素的引入问题，应以不含或含极微量氯元素为佳。因此，产品研发设计应具备如下特点：

(1)产品不含氯或含极微量氯元素，无其他有害元素，为环境友好型产品；

(2)产品溶解度高，降凝性能优，低温稳定，效果持久，适用于超低温环境；

(3)可解决传统产品对喷洒设备、运输车辆及用煤设备的腐蚀问题，可降低其对环境的影响和破坏。

1.2 性能指标

考虑煤炭防冻剂的实际应用及对煤质指标的具体要求，新型环保煤炭防冻剂产品的基本性能指标，如表1。

表1 新型环保煤炭防冻剂产品基本性能指标项目 性能指标要求 检测方法外观 颗粒及粉末混合物 目测凝点/℃ ≤-50 GB/T 510—1983沸点/℃ ≥100 SH/T 0089—1991闪点/℃ ＞120 GB/T 3536—2008密度/(g/cm3)(20 ℃) 1.100～1.600 SH/T 0068—2002粘度/(mPa.s)(20 ℃) 2.00～9.00 GB/T 5561—2012防锈性/(10～35 ℃，24 h) 无锈迹，无色变 MT/T 76—2011防腐蚀性/(70±2 ℃，24 h) 钢棒无锈蚀；铜棒无色变，无腐蚀 MT/T 76—2011

1.3 产品介绍

近年来，日本、韩国作为我国出口煤的主要客户，对环保管制要求严格，对煤质指标要求苛刻，曾多次提出所采购煤炭氯含量呈现明显的季节性波动，尤其冬季提升明显，严重影响到其电厂排放，且造成锅炉内部腐蚀，影响恶劣。

为妥善解决出口煤炭冬季氯含量严重超标问题，煤炭科学技术研究院有限公司同神东煤炭集团合作立项，研发生产了“极索”新型环保煤炭防冻剂产品，其以非氯有机、无机降凝剂复合体系作为主要成分[2]，引入防锈防腐蚀剂及增粘剂等相关添加剂复合而成[2]，产品不含氯(＜100.0×10-6)，经实际应用，可提高煤炭品质，防冻效果显著，得到客户的高度认可，有效满足了客户需求。

2 产品实际应用探究

2.1 产品应用现状

根据煤炭装车过程，选煤厂防冻系统主要由防冻液配制系统、自动喷洒系统组成。防冻液配制系统则主要由溶样池、搅拌桨、水泵、储罐及计量泵等组成。新型环保煤炭防冻剂产品根据实际气温环境，要求与水按比例配成溶液后应用。常规配比及对应性能要求见表2。

表2 新型环保煤炭防冻剂常规配比及对应性能指标注：密度受温度影响较大，密度值仅做参考，具体以质量比为准。水∶干粉(质量比) 凝点/℃ pH值 密度/(g/cm3)1∶0.8 -38.0～-45.0 7.0 1.279 1∶0.9 -45.0～-50.0 7.0 1.301 1∶1.0 -50.0～-55.0 7.5 1.316

但煤炭企业出于成本考虑，冬季运煤防冻仍以应用传统防冻剂产品为主，虽然新型环保煤炭防冻剂的效果更好，但实际应用少，未能全面推广。以神东煤炭集团为例，2019年2月出口煤运煤91 059.8 t，喷洒新型环保防冻液67.1 m3，应用新型环保防冻剂产品37.45 t，虽基本满足客户需求，但未能达到最佳效果。

2.2 实际应用问题

选煤厂现有的装车防冻系统，在实际应用中，基本满足了防冻液的配制、喷洒要求，但就新型环保煤炭防冻剂产品的应用，仍凸显出一定问题，主要有配液系统自动化程度低，质量难以保障；实际喷洒量管控不足，易受影响等。

文章来源：《新型工业化》 网址: http://www.xxgyhzz.cn/qikandaodu/2021/0510/919.html