复合阻化剂抑制煤自燃过程的阶段阻化特性

摘要：

为解决单一阻化剂阻化效果弱、作用时间短的缺陷,基于2种物质不同阶段的阻化特性,选用碳酸氢钠作为物理阻化成分,高效抗氧化剂茶多酚作为化学阻化成分,开展复配阻化剂优选的实验研究.采用TG-DSC和FTIR实验,结合氧化动力学分析方法及分峰拟合技术,分析了复合阻化剂对煤氧化过程特性参数和微观基团的影响,从宏观和微观层面验证了复合阻化剂对煤自燃抑制的高效阻化效果,揭示其微观阻化机理.结果表明:阻化煤样的6个特征温度较原煤提高,质量损失减少,低温氧化过程煤体吸热量增加,高温阶段煤体放热量减少,可燃指数及综合燃烧指数均明显降低,阻化煤样在氧化过程4个阶段的表观活化能均得到提高,分析得到复合阻化剂的优选质量配比(碳酸氢钠:茶多酚=3:1).通过定量分析原煤及阻化煤样的活性官能团在氧化过程中的变化规律,得出复合阻化剂的添加减少了煤中的活性基团(羟基、甲基以及亚甲基)以及煤氧复合反应中间产物(羧基、羰基)的含量,稳定的官能团醚键的含量增加.在煤低温氧化过程中,碳酸氢钠热分解生成CO2,通过表面CO2-O2竞争吸附效应,物理惰化抑制煤自燃;煤在高温氧化过程中,茶多酚内部羟基消耗煤体表面活泼基团并生成醚键,通过中断化学反应进程起到抑制煤自燃的作用.

关键词：煤自燃、复合阻化剂、氧化特性、表观活化能、官能团、阻化特性

所属期刊栏目：50

分类号：TD752(矿山安全与劳动保护)

资助基金：甘肃省自然科学基金青年基金资助项目20JR10RA194

在线出版日期：2022-11-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：68-75