外来水分对煤自燃过程影响及作用机制研究

发布时间：2021-08-08 02:34

　　通过浸泡方法制备一系列不同外来水分含量的煤体,利用程序升温氧化实验模拟煤自燃过程,研究外来水分对煤自燃特性的影响;结合热分析和孔结构表征实验,探讨外来水分对煤自燃过程影响作用机制。外来水分对煤自燃过程的作用机制随着煤自燃状态发展而发生变化,主要表现出四个阶段。在缓慢氧化阶段,外来水分主要隔离煤与氧气的接触反应,对煤自燃起到物理抑制作用;在加速氧化阶段,水分可直接参与煤氧反应,起到化学促进作用;经过缓慢氧化阶段和加速氧化阶段,大量外来水分的蒸发导致煤颗粒表面裂隙增大,水分越大的煤生成的活性点位会更多,当煤自燃进入快速氧化阶段,外来水分对煤氧化反应的影响表现出延迟促进效应;当煤体温度达到180℃后,随着煤体温度进一步升高,不同初始外来水分含量的煤体自燃特征逐渐趋于一致。 

【文章来源】：燃料化学学报. 2020,48(01)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

程序升温氧化实验装置示意图

不同外来水含量煤体在升温氧化过程中CO的释放

图3 不同外来水含量煤体在升温氧化过程中CO的释放由图4可知，在缓慢氧化阶段(30-70℃)，CO2浓度变化趋势与CO一致，含水量越小的煤样由于外来水分少，煤氧接触面积大于含水量大的煤样，其CO2浓度明显高于含水量大的煤。到加速氧化阶段(70-110℃)，CO2释放量与外来水分含量之间的关系发生转折性变化，CO2浓度开始随着外来水分含量的增加而增大，特别是随着煤体温度的提高，外来水分对CO2生成的促进作用也越来越显著;这说明在此阶段外在水分参与煤自燃过程，促进了CO2前驱体化合物的生成，水分含量越大这种促进效应也越强。进入煤自燃快速氧化阶段后，CO2延续了前一阶段的释放规律，特别是当煤体温度高于160℃时，CO2释放量呈现出指数形式增加;在这一阶段煤体中外来水分已基本完全脱除，水分的促进作用已消失，温度对煤氧化学反应的加速效应起主导作用，初始含水量大的煤其煤氧复合反应加剧[18]，促进CO2释放量增大。当煤体温度达到200℃时，煤样CO2生成不再受到初始水分含量影响，不同含水量煤炭CO2释放量差距逐渐减小，最终呈靠拢趋势。

【参考文献】：
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本文编号：3329037