含P/Cl无机气溶胶超细颗粒防治烟煤自燃研究
发布时间：2021-10-29 04:30
为治理煤矿采空区隐蔽的自燃火灾,研发一种超细气溶胶固体颗粒材料.将磷酸二氢铵、氯化镁、硼酸锌、滑石粉、硬脂酸钙、绢云母、白土、白炭黑按质量比为80∶20∶4∶3∶2∶2∶2∶1的比例混合研磨后,形成粒径小于100μm超细颗粒.该颗粒能够有效抑制烟煤中C—O等含氧结构的活性.通过20～270℃的升温氧化实验,发现使用质量分数5%的气溶胶颗粒阻化率最高为70.2%,同时发现覆盖在煤表面的气溶胶颗粒从170℃开始形成致密的胶结层.使用气溶胶颗粒可使20～120℃与400～500℃温度范围内的煤氧化活化能最高增大15.7%;与N2相比,添加P/Cl无机超细气溶胶颗粒灭火效率更高,50 min以内可让燃煤温度降至100℃以下,同时可防止煤火复燃;气溶胶颗粒沉积速率约为0.86×10-2～3.80×10-2 m/s,在采空区内具有均匀扩散的特性.
【文章来源】：中国矿业大学学报. 2020,49(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
氧化升温装置
在模拟灭火实验中,将1 kg烟煤装入自制的实验装置内(图2),装置体积300 cm × 120 cm × 40 cm(长×宽×高),点燃10 min后,燃煤转入稳定阴燃状态,在入口处通过发生器喷入气溶胶颗粒,利用温度传感器监测燃煤的温度,测试精度为± 0.1 ℃.为模拟采空区内障碍物存在对气溶胶颗粒扩散的影响,在装置内每间隔60 cm安装20 cm×120 cm×40 cm的防火泡沫隔板,沿水平方向两者间距为120 cm依次放置3个载玻片采集气溶胶颗粒,根据ISO 13320∶2009标准,利用Malvern2000激光粒度仪测试气溶胶颗粒的粒径分布.气溶胶颗粒发生器的载气是N2,其储存压力为0.1 MPa.气溶胶颗粒的消耗速率为60 g/min.此外,还进行了只通入N2的对照实验,监测灭火全过程的温度变化数据.2 结果与讨论
2种烟煤红外光谱检测煤样的官能团分布如图3所示.从图3可知,山东烟煤中的主要有机结构包括:波数3 412 cm-1处的-OH伸缩振动;波数2 992和2 849 cm-1处的-CH2-伸缩振动;波数1 586和1 432 cm-1处的C=C骨架振动;波数范围1 175～1 028 cm-1内的C—O伸缩振动.安徽烟煤主要官能团包括:波数3 406 cm-1处的-OH伸缩振动;波数2 910和2 843 cm-1处的-CH2-伸缩振动;波数1 592和1 438 cm-1处的C=C骨架振动;波数范围1 206～1 040 cm-1内的C-O伸缩振动.2种烟煤官能团含量变化如图4所示.
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤中伴生金属元素对煤低温氧化特性的影响[J]. 马冬娟,唐一博. 煤炭科学技术. 2019(02)
[2]煤矿热动力灾害及特性[J]. 王德明. 煤炭学报. 2018(01)
[3]基于封闭耗氧实验的窒熄带氧临界体积分数研究[J]. 李宗翔,刘宇,吴邦大,张慧博,贾进章,陈显奎. 煤炭学报. 2017(07)
[4]基于正压控制的采空区双重高效密封防火技术[J]. 张春华,张敏,王继仁. 煤炭学报. 2015(07)
[5]超细微粒灭火剂施放与流动性能研究[J]. 郑斌,潘仁明. 燃烧科学与技术. 2011(01)
硕士论文
[1]S型气溶胶灭火剂烟气扩散规律及灭火效率研究[D]. 葛梦珠.南京理工大学 2017
[2]新型热气溶胶灭火剂的研究[D]. 潘桂森.安徽理工大学 2016
[3]煤炭自燃气溶胶阻化防火技术研究[D]. 吴会平.西安科技大学 2012
[4]煤炭自燃气溶胶阻化性能实验研究[D]. 杨桂炯.西安科技大学 2011
本文编号：3463967
【文章来源】：中国矿业大学学报. 2020,49(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
氧化升温装置
在模拟灭火实验中,将1 kg烟煤装入自制的实验装置内(图2),装置体积300 cm × 120 cm × 40 cm(长×宽×高),点燃10 min后,燃煤转入稳定阴燃状态,在入口处通过发生器喷入气溶胶颗粒,利用温度传感器监测燃煤的温度,测试精度为± 0.1 ℃.为模拟采空区内障碍物存在对气溶胶颗粒扩散的影响,在装置内每间隔60 cm安装20 cm×120 cm×40 cm的防火泡沫隔板,沿水平方向两者间距为120 cm依次放置3个载玻片采集气溶胶颗粒,根据ISO 13320∶2009标准,利用Malvern2000激光粒度仪测试气溶胶颗粒的粒径分布.气溶胶颗粒发生器的载气是N2,其储存压力为0.1 MPa.气溶胶颗粒的消耗速率为60 g/min.此外,还进行了只通入N2的对照实验,监测灭火全过程的温度变化数据.2 结果与讨论
2种烟煤红外光谱检测煤样的官能团分布如图3所示.从图3可知,山东烟煤中的主要有机结构包括:波数3 412 cm-1处的-OH伸缩振动;波数2 992和2 849 cm-1处的-CH2-伸缩振动;波数1 586和1 432 cm-1处的C=C骨架振动;波数范围1 175～1 028 cm-1内的C—O伸缩振动.安徽烟煤主要官能团包括:波数3 406 cm-1处的-OH伸缩振动;波数2 910和2 843 cm-1处的-CH2-伸缩振动;波数1 592和1 438 cm-1处的C=C骨架振动;波数范围1 206～1 040 cm-1内的C-O伸缩振动.2种烟煤官能团含量变化如图4所示.
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤中伴生金属元素对煤低温氧化特性的影响[J]. 马冬娟,唐一博. 煤炭科学技术. 2019(02)
[2]煤矿热动力灾害及特性[J]. 王德明. 煤炭学报. 2018(01)
[3]基于封闭耗氧实验的窒熄带氧临界体积分数研究[J]. 李宗翔,刘宇,吴邦大,张慧博,贾进章,陈显奎. 煤炭学报. 2017(07)
[4]基于正压控制的采空区双重高效密封防火技术[J]. 张春华,张敏,王继仁. 煤炭学报. 2015(07)
[5]超细微粒灭火剂施放与流动性能研究[J]. 郑斌,潘仁明. 燃烧科学与技术. 2011(01)
硕士论文
[1]S型气溶胶灭火剂烟气扩散规律及灭火效率研究[D]. 葛梦珠.南京理工大学 2017
[2]新型热气溶胶灭火剂的研究[D]. 潘桂森.安徽理工大学 2016
[3]煤炭自燃气溶胶阻化防火技术研究[D]. 吴会平.西安科技大学 2012
[4]煤炭自燃气溶胶阻化性能实验研究[D]. 杨桂炯.西安科技大学 2011
本文编号：3463967
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