一种含有增强剂的煤炭铁路运输用防冻液及增强剂

摘要

本申请涉及煤炭铁路运输领域，尤其涉及一种含有增强剂的煤炭铁路运输用防冻液及增强剂。所述防冻液包括氯化钙溶液、增强剂和消泡剂，所述氯化钙溶液包括氯化钙和水，所述增强剂包括速溶高粘羧甲基纤维素钠、亚硝酸钠、苯并三氮唑、引气剂和氢氧化钠。所述防冻液由各组分按一定重量份配比混合制备。本申请提供一种含有增强剂、且适用于煤炭铁路运输的优质防冻液，还提供一种针对由氯化钙、氯化钠等原料生产的煤炭运输用防冻液的增强剂，不仅能解决防冻液对拉煤列车、铁轨和接触到的金属长期以往的腐蚀，还能解决含有氯化钙、氯化钠的防冻液因粘度不够，在‑25℃以下极端气温环境中引起煤炭冻结车帮的问题。

说明书

技术领域

本申请涉及煤炭铁路运输领域，具体地，涉及一种含有增强剂的煤炭铁路运输用防冻液及增强剂。

背景技术

煤炭在开采出来以后会进行洗选等一系列过程，这些过程会在不同程度上使煤炭产生一定的含水量。冬季，由于气温的影响，加上风力的作用，洗煤在铁路运输过程中不仅自身极易发生冻结现象，还会与车皮、车帮和车底冻结在一起。一旦发生冻车，就给后续卸煤工作带来极大的困难，大多需要通过人工来实施清理，这样不仅影响到了生产，还严重影响铁路运输用车的正常周转和运输效率；而且空车清理不净时,极易发生偏载偏重,形成安全隐患。

一直以来，国内外采用过许多方法解决冻车问题，比如振动、电加热、解冻库、车体涂蜡和柴油等。然而这些方法劳动强度大、成本高，且车体容易受污染、煤质也受到影响，不能从根本上解决冻车问题。后来通过长期的实践与研究，探索出在铁路运输装车时，向列车的车帮、车底及水洗煤等散堆装货物中喷洒大量具有良好防冻、解冻能力的防冻液，该方法能较好地解决冬季铁路运输过程中水洗煤的冻车问题。

目前，废机油、乙二醇型、丙二醇型或者其它有机类的防冻液，价格相对较高，要达到防止水洗煤冻车的效果，所需防冻液的喷洒量很大，成本会非常高昂；然而煤炭的价格相对较低，一般不会选择纯有机类的防冻液。相较而言，氯化钙、氯化钠也是速效降凝剂，且价格低廉，因而经常会被应用到煤炭运输用的防冻液中。

由于煤炭运输用的防冻液中含有大量的氯离子、钙离子，而氯化钙吸湿性强，氯离子本身又具有很强的侵蚀性，若氯化钠、氯化钙颗粒沉降在金属表面，会使防冻液接触到的金属受到腐蚀；加之，防冻液顺着车厢流到铁轨，长久以往易造成铁路设施损坏，从而带来巨大的安全隐患及经济损失。此外，氯离子对很多缓蚀剂具有很强的破坏作用，钙离子与许多缓蚀剂会形成不溶物，这也增加了缓蚀剂的挑选难度。

另外，目前符合《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》TB/T 3201.1-2009标准的氯化钙、氯化钠防冻液，其粘度一般在3.0mPa·s左右，粘度过低，从而导致防冻液与车帮粘附率过低，进而仍然会引发煤炭冻结车帮、卸煤时间过长、卸煤费用过高的问题，还会造成工人疲劳作业的局面。

发明内容

针对冬季铁路运输过程中洗煤冻结车帮、防冻液易腐蚀接触到的金属、防冻液与车帮粘附率过低等问题，本申请旨在提供一种含有增强剂的煤炭铁路运输用防冻液及增强剂，以解决上述现有技术问题。

为了实现上述目的，一方面，本申请提供一种含有增强剂的煤炭铁路运输用防冻液。所述防冻液包括氯化钙溶液和增强剂，所述氯化钙溶液包括氯化钙和水，所述增强剂包括速溶高粘羧甲基纤维素钠、亚硝酸钠、苯并三氮唑、引气剂和氢氧化钠；所述防冻液的各组分按重量份计为：

优选的，所述防冻液按重量份计为：氯化钙29.4份，水70.6份，速溶高粘羧甲基纤维素钠0.047份，亚硝酸钠0.52份，苯并三氮唑0.060份，引气剂0.32份，氢氧化钠0.2份。

优选的，所述防冻液按重量份计为：氯化钙29份，水71份，速溶高粘羧甲基纤维素钠0.08份，亚硝酸钠1.0份，苯并三氮唑0.05份，引气剂0.35份，氢氧化钠0.3份。

优选的，所述防冻液还包括消泡剂，所述消泡剂按照1:10000的重量比添加于所述防冻液中。

第二方面，本申请还提供一种煤炭铁路运输用防冻液的增强剂，所述增强剂包括速溶高粘羧甲基纤维素钠、亚硝酸钠、苯并三氮唑、引气剂和氢氧化钠，各组分按重量份计为：

优选的，所述增强剂按照(0.9～3.2)：100的重量比添加于氯化钙溶液中。

优选的，所述增强剂按重量份计为：速溶高粘羧甲基纤维素钠6份，亚硝酸钠37份，苯并三氮唑5份，引气剂23份，氢氧化钠20份。

优选的，所述增强剂按照1.6:100的重量比添加于氯化钙溶液中。

优选的，所述增强剂按重量份计为：速溶高粘羧甲基纤维素钠3份，亚硝酸钠65份，苯并三氮唑2份，引气剂20份，氢氧化钠10份。

优选的，所述增强剂按照2:100的重量比添加于氯化钙溶液中。

本申请提供了一种既符合《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》TB/T3201.1-2009标准，又含有增强剂，且适用于煤炭铁路运输的优质防冻液，还提供了一种针对由氯化钙、氯化钠等原料生产的煤炭运输用防冻液的增强剂产品，不仅能解决煤炭运输用防冻液对拉煤列车、铁轨和接触到的金属长期以往的腐蚀，还能解决含有氯化钙、氯化钠的防冻液因粘度不够，在-25℃以下极端气温环境中引起煤炭冻结车帮的问题。

具体实施方式

下面将通过实施例，对本申请提供的一种含有增强剂的煤炭铁路运输用防冻液及增强剂进行详细、清楚的描述。应当理解的是，此处所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

一方面，本申请实施例提供一种含有增强剂的煤炭铁路运输用防冻液。所述防冻液包括氯化钙溶液和增强剂，所述氯化钙溶液包括氯化钙和水，所述增强剂包括速溶高粘羧甲基纤维素钠、亚硝酸钠、苯并三氮唑、引气剂和氢氧化钠；所述防冻液的各组分按重量份计为：

优选的，所述防冻液还包括消泡剂，所述消泡剂按照1:10000的重量比添加于所述防冻液中。加入消泡剂是为了避免溶解过程中因形成的泡沫太多，而对后续喷洒工作产生影响。

本申请实施例中，所述氯化钙为无水氯化钙，所述无水氯化钙溶解时会大量放热，从而使溶液温度升高。

本申请实施例中，所述速溶高粘羧甲基纤维素钠、亚硝酸钠、苯并三氮唑均为工业用化工产品。

本申请实施例提供的一种含有增强剂的煤炭铁路运输用防冻液，其具体制备工艺流程为：在常温状态先将无水氯化钙按比例加入水中，充分搅拌使氯化钙完全溶解；由于无水氯化钙溶解时会放热使溶液温度升高，趁溶液较热时，按比例加入含有速溶高粘羧甲基纤维素钠、亚硝酸钠、苯并三氮唑、引气剂、氢氧化钠的增强剂，搅拌使其充分溶解；最后，加入相应量的消泡剂即可。

本申请实施例中，氯化钙是主要的降冰点成分，能够保证煤炭铁路运输用的防冻液达到-46℃以下的冰点；速溶高粘羧甲基纤维素钠能很好的溶解于高浓度的氯化钙溶液中，使煤炭铁路运输用防冻液具有一定的粘度，增加煤炭铁路运输用防冻液在车厢的挂壁性，防止洗煤冻结于车帮上；引气剂能增加煤粉的抗冻性，能缓解煤粉冻结车帮；氢氧化钠能调节铁路煤炭运输用防冻液的PH值，也能增加铁路煤炭运输用防冻液的挂壁性；亚硝酸钠和苯并三氮唑能充分溶解于氯化钙溶液中，且不会形成不溶物，对车帮金属有有很好的缓蚀性。

以下将通过具体实施例，对本申请实施例所提供的一种含有增强剂的煤炭铁路运输用防冻液进行详细描述。在没有特别说明的情况下，以下使用的各种原料均来自商购。

实施例1

本实施例采用所述防冻液配比范围中的一种优选配比，各组分按重量份计为：氯化钙29.4份，水70.6份，速溶高粘羧甲基纤维素钠0.047份，亚硝酸钠0.52份，苯并三氮唑0.06份，引气剂0.32份，氢氧化钠0.2份，消泡剂0.001份。

按上述比例调配防冻液，参照《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》TB/T3201.1-2009标准，通过腐蚀值试验方法JB/T 7901-1999测出金属腐蚀值，具体结果见表1。

表1金属腐蚀性检测表

从表1中可以看出，本实施例中，防冻液对钢的腐蚀值为0.006mm/a，对铜的腐蚀值为0.001mm/a，对铝的腐蚀值为0.004mm/a，均为低值。

同时，将试验用煤炭装入试验用铁皮箱中，喷洒本实施例中调配好的防冻液后，置于-26℃冰柜中做冻煤试验，实验结果显示无冻帮、无粘附。

由此可见，本申请提供的一种含有增强剂的煤炭铁路运输用防冻液，不仅具有良好的防冻、防粘附能力，还能起到很好的缓蚀作用。

实施例2

本实施例采用所述防冻液配比范围中的另一种优选配比，各组分按重量份计为：氯化钙29份，水71份，速溶高粘羧甲基纤维素钠0.08份，亚硝酸钠1.0份，苯并三氮唑0.05份，引气剂0.35份，氢氧化钠0.3份，消泡剂0.001份。

按上述比例调配防冻液，参照《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》TB/T3201.1-2009标准，通过腐蚀值试验方法JB/T 7901-1999测出金属腐蚀值，具体结果见表1。

从表1中可以看出，本实施例中，防冻液对钢的腐蚀值为0.005mm/a，对铜的腐蚀值为0.000mm/a，对铝的腐蚀值为0.002mm/a，均为低值。

同实施例1一样，将试验用煤炭装入试验用铁皮箱中，喷洒本实施例中调配好的防冻液后，置于-26℃冰柜中做冻煤试验，实验结果显示无冻帮、无粘附。

由此可见，本申请提供的一种含有增强剂的煤炭铁路运输用防冻液，不仅具有良好的防冻、防粘附能力，还能起到很好的缓蚀作用。

第二方面，本申请实施例还提供一种煤炭铁路运输用防冻液的增强剂，用于和氯化钙溶液混合制备防冻液。所述增强剂包括速溶高粘羧甲基纤维素钠、亚硝酸钠、苯并三氮唑、引气剂和氢氧化钠，各组分按重量份计为：

优选的，所述增强剂按照(0.9～3.2)：100的重量比添加于氯化钙溶液中。

本申请实施例中，所述增强剂的配比，是经过多次实验验证优选出的配比范围，在实际应用中，采用上述范围内的任一重量份配比，均显示出良好的金属缓蚀效果，且具有一定的粘度，能有效防止煤粉冻结车帮，非常适合用于应含有氯化钙、氯化钠的煤炭铁路运输用防冻液中。

以下将通过具体实施例，对本申请所提供的一种煤炭铁路运输用防冻液的增强剂进行详细描述。在没有特别说明的情况下，以下使用的各种原料均来自商购。

实施例3

本实施例采用所述增强剂配比范围中的一种优选配比，各组分按重量份计为：速溶高粘羧甲基纤维素钠6份，亚硝酸钠37份，苯并三氮唑5份，引气剂23份，氢氧化钠20份。

本实施例中，将采用上述配比所得的增强剂，按照1.6:100的重量比添加于氯化钙溶液中，然后进行实验测试，具体的测试指标结果见表2。

表2化学性质检测表

本实施例中，所用氯化钙溶液为氯化钙与水按照30:70的重量比，混合所得的溶液。

从表2可以看出，将按照本实施例配比所得的增强剂，添加到氯化钙溶液中，测试出的冰点值为-50℃，密度为1.280，PH值为6.9，对钢的腐蚀值为0.005mm/a，对铜的腐蚀值为0.0011mm/a，对铝的腐蚀值为0.0068mm/a，粘度为9.85mPa.s。因此，采用本实施例配比所得的增强剂，冰点值低、对金属的腐蚀值均为低值、粘度高。

由此可见，本申请提供的一种煤炭铁路运输用防冻液的增强剂，不仅具有很好的缓蚀作用，还大大提高了粘性，增强了防冻、防粘附能力。

实施例4

本实施例采用所述增强剂配比范围中的另一种优选配比，各组分按重量份计为：速溶高粘羧甲基纤维素钠3份，亚硝酸钠65份，苯并三氮唑2份，引气剂20份，氢氧化钠10份。

本实施例中，将采用上述配比所得的增强剂，按照2:100的重量比添加于氯化钙溶液中然后进行实验测试，具体的测试指标结果见表2。

本实施例中，所用氯化钙溶液与实施例3相同，即氯化钙与水按照30:70的重量比，混合所得的溶液。

从表2可以看出，将按照本实施例配比所得的增强剂，添加到氯化钙溶液中，测试出的冰点值为-53℃，密度为1.283，PH值为7.0，对钢的腐蚀值为0.003mm/a，对铜的腐蚀值为0.000mm/a，对铝的腐蚀值为0.004mm/a，粘度为6.8mPa.s。因此，采用本实施例配比所得的增强剂，冰点值低、对金属的腐蚀值均为低值、粘度高。

由此可见，本申请提供的一种煤炭铁路运输用防冻液的增强剂，不仅具有很好的缓蚀作用，还大大提高了粘性，增强了防冻、防粘附能力。

对比例1

本对比例为无任何添加的氯化钙溶液。

直接对该氯化钙溶液进行实验测试，具体的测试指标结果见表2。

本对比例中，所用氯化钙溶液与实施例3和实施例4相同，即氯化钙与水按照30:70的重量比，混合所得的溶液。

从表2可以看出，未添加增强剂的氯化钙溶液，测试出的冰点值为-46.3℃，密度为1.277，PH值为6.0，对钢的腐蚀值为0.295mm/a，对铜的腐蚀值为0.066mm/a，对铝的腐蚀值为0.0745mm/a，粘度为2.3mPa.s。因此，未使用增强剂的氯化钙溶液呈弱酸性，长期以往易腐蚀金属；冰点值高于实施例3和实施例4；对钢的腐蚀性是实施例3的59倍、实施例4的98倍，对铜的腐蚀性是实施例3的60倍、实施例4的66倍，对铝的腐蚀性是实施例3的11倍、实施例4的19倍；粘度仅为实施例3的23.35％、实施例4的33.82％。

由此可见，未添加增强剂的防冻液不仅易腐蚀金属，而且粘度低，易冻结、易粘附。

从上述结果可以看出，本申请实施例提供的一种煤炭铁路运输用防冻液的增强剂，应用方便，特别适合于含氯化钙、氯化钠的煤炭铁路运输用防冻液；而且针对煤炭铁路运输用防冻液所接触的金属，该增强剂具有优异的金属缓蚀作用，且能有效防止煤粉冻结车帮，进而降低煤炭运输中的亏吨率，减少人工作业。

本申请实施例提供了一种既符合《散装颗粒货物运输用防冻液技术条件》TB/T3201.1-2009标准，又含有增强剂，且适用于煤炭铁路运输的优质防冻液，还提供了一种针对由氯化钙、氯化钠等原料生产的煤炭运输用防冻液的增强剂产品，不仅能解决煤炭运输用防冻液对拉煤列车、铁轨和接触到的金属长期以往的腐蚀，还能解决含有氯化钙、氯化钠的防冻液因粘度不够，在-25℃以下极端气温环境中引起煤炭冻结车帮的问题。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。