煤低氧自燃及其残余物复燃特征试验研究

摘要：

为研究煤的低氧自燃及其残余物的复燃过程,在氧浓度5%的条件下,分别在200,300,400℃对煤样进行恒温氧化,采用同步热分析法,测试了原煤低氧自燃及残余物复燃过程中的质量及放热量变化规律,并进一步分析其动力学特征.结果表明:相对于21%氧浓度,在5%的低氧环境中,煤的自燃进程受到抑制,特征温度均升高,最大反应速率由 5.05%/min 降至3.12%/min,降低了38.22%,净放热量由16 173.73 J/%降至12 647.56 J/%,降低了21.80%;动力学模式由随机成核和随后生长转变为相边界反应,与21%氧浓度相比,5%氧浓度的煤表观活化能由91.29 kJ/mol降至81.99 kJ/mol,降低了10.19%;相对于原煤,5%的低氧高温残余物的吸氧增重过程明显受到抑制,残余物对的吸氧增重量随氧化温度的升高而降低,当经历400℃氧化后,残余物复燃的吸氧增重量相对于原煤降低了65.99%;随着氧化温度的升高,质量最大值对应的温度先降低后增大,而燃点温度和燃尽温度降低;放热量均降低,且热分解过程中放热速率的加速趋势逐渐消失;动力学模式由随机成核和随后生长先转变为反应级数,再转变为相边界反应,表观活化能先由81.99 kJ/mol增大至117.67 kJ/mol后减小至117.77 kJ/mol.研究结果对煤自燃隐患的科学治理具有指导意义.

关键词：煤自燃、残余物、特征温度、放热量、动力学

所属期刊栏目：44

分类号：TD75(矿山安全与劳动保护)

资助基金：国家自然科学基金51974233

在线出版日期：2024-09-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：720-729