水化煤风干热与自然发火特性实验研究
发布时间：2021-11-27 07:30
为明确水化煤饱和-风干过程中的自燃-热特性,采用TG-DSC相结合的实验方法,对水化煤风干过程中的不同含水率煤样的热力学参数、活化能、自然发火期的变化规律进行了实验研究。结果表明:水化煤风干过程中其氧化动力学参数一般在低温具有降低-增大-降低的趋势,达高温阶段后风干程度影响不显著;水化煤样粒径降低,吸氧量与放热量增加,特征温度、活化能降低,自然发火期缩短;疏水过程中,自然发火期先减小至较小值后再增大,自然发火期在含水率13.01%～14.87%范围内存在极小值,煤矿采空区安全疏水过程中应根据实际防火布置情况与开采情况合理确定疏水程度,确保遗煤不会因水分过度疏干而加速发展成自燃火灾。
【文章来源】：煤矿安全. 2020,51(09)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同风干时间水化煤的含水率（Sl）变化规律
实验所用3种50～80目（180～270μm）、30～50目（270～550μm）、20～30目（550～830μm）不同粒径煤样在不同风干时间的特征温度，随着煤样粒径的增大，对应的不同风干时间在T1～T5阶段均有不同程度的增加。综合对比图2中5个不同特征温度随含水率变化规律，结合其粒径大小，结果显示：特征温度T1、T2、T3、T4均为粒径越大对应的特征温度越高；特征温度T5随粒径不同其在不同的风干阶段因水分不同的变化规律与前4个特征温度变化规律存在较大差异。由T1～T4总体随粒径大小的变化规律可以判断出粒径越大特征温度越高。同时，图2显示，不同的特征温度随风干过程持续与含水率降低的变化规律也各不相同，其中T1、T2、T4随含水率降低快速降低，并在含水率14%左右达到极小值，然后当含水率低于约14%以后，随风干过程和含水率持续降低，其对应的特征温度反而升高然后再降低。而T3随含水率降低至极小值后，随风干过程持续而持续升高，未见降低。由图2可知，不同粒径煤样，随着煤样风干时间的减少，煤样含水率逐渐增大，而自然发火特征温度中的T1、T2、T4均呈先增大后减少再增大的变化规律，T3呈先迅速减小后增大的趋势。说明，水化煤风干过程的前期阶段随含水率降低将会增加其自然发火的危险性。因此，在日常水化煤管理与使用环节，必须严格测定和控制其水分含量，建议确保其水分含量控制在12%～14%以上，保证不因过度失水而降低各项特征温度增加发火危险。
水化煤样不同风干时间，煤体含水量不同，对煤氧化的总吸氧量和放热量均有一定的影响，不同风干时间的煤样的吸氧量和放热量，得出的水化煤样不同风干时间对应的含水率与煤氧化反应过程中的总吸氧量和放热量的关系曲线如图3。由图3可以看出，不同粒径煤样实验结果中，存在2个总吸氧量的极大值点，达到极大值点前，随水分含量较低总吸氧量与放热量均不断增加，其主要原因既有水分降低水分蒸发散失热量降低，同时还包括水分含量对络合反应的影响与水分含量低增加了煤氧接触与作用面积。因此，当水化煤水分含量在风干过程中降低至12%～14%左右或以下时，不同粒径水化煤的总吸氧量提高1.1～1.3倍，而放热量提高了2～3倍。
【参考文献】：
期刊论文
[1]水浸长焰煤自燃预测预报指标气体试验研究[J]. 朱建国,戴广龙,唐明云,叶庆树,李鹏. 煤炭科学技术. 2020(05)
[2]煤体结构对自燃倾向性影响研究[J]. 王福生,张志明,武建国,董宪伟,孙超. 煤炭科学技术. 2020(05)
[3]水化煤饱和-风干过程的自燃特性实验研究[J]. 皮子坤,董子文,李锐. 中国安全生产科学技术. 2019(09)
[4]基于程序升温的不同粒径煤氧化活化能试验研究[J]. 邓军,张宇轩,赵婧昱,宋佳佳,张嬿妮. 煤炭科学技术. 2019(01)
[5]浸水对煤氧化活化能和热效应的影响[J]. 乔玲,邓存宝,张勋,王雪峰,戴凤威. 煤炭学报. 2018(09)
[6]基于活化能指标的煤自燃最佳含水率研究[J]. 徐长富,殷文韬,姚海飞. 安全与环境学报. 2018(04)
[7]浸水过程对长焰煤自燃特性的影响[J]. 秦波涛,宋爽,戚绪尧,仲晓星,刘慈. 煤炭学报. 2018(05)
[8]长期水浸对不同烟煤自燃参数与微观特性影响的实验研究[J]. 唐一博,李云飞,薛生,王俊峰,李瑞超. 煤炭学报. 2017(10)
[9]基于热重实验的煤自燃临界氧体积分数分析[J]. 常绪华,王德明,贾海林. 中国矿业大学学报. 2012(04)
[10]热重-红外联用技术在煤燃烧特性研究中的应用[J]. 徐朝芬,胡松,孙学信,陈刚. 热力发电. 2005(03)
本文编号：3521819
【文章来源】：煤矿安全. 2020,51(09)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同风干时间水化煤的含水率（Sl）变化规律
实验所用3种50～80目（180～270μm）、30～50目（270～550μm）、20～30目（550～830μm）不同粒径煤样在不同风干时间的特征温度，随着煤样粒径的增大，对应的不同风干时间在T1～T5阶段均有不同程度的增加。综合对比图2中5个不同特征温度随含水率变化规律，结合其粒径大小，结果显示：特征温度T1、T2、T3、T4均为粒径越大对应的特征温度越高；特征温度T5随粒径不同其在不同的风干阶段因水分不同的变化规律与前4个特征温度变化规律存在较大差异。由T1～T4总体随粒径大小的变化规律可以判断出粒径越大特征温度越高。同时，图2显示，不同的特征温度随风干过程持续与含水率降低的变化规律也各不相同，其中T1、T2、T4随含水率降低快速降低，并在含水率14%左右达到极小值，然后当含水率低于约14%以后，随风干过程和含水率持续降低，其对应的特征温度反而升高然后再降低。而T3随含水率降低至极小值后，随风干过程持续而持续升高，未见降低。由图2可知，不同粒径煤样，随着煤样风干时间的减少，煤样含水率逐渐增大，而自然发火特征温度中的T1、T2、T4均呈先增大后减少再增大的变化规律，T3呈先迅速减小后增大的趋势。说明，水化煤风干过程的前期阶段随含水率降低将会增加其自然发火的危险性。因此，在日常水化煤管理与使用环节，必须严格测定和控制其水分含量，建议确保其水分含量控制在12%～14%以上，保证不因过度失水而降低各项特征温度增加发火危险。
水化煤样不同风干时间，煤体含水量不同，对煤氧化的总吸氧量和放热量均有一定的影响，不同风干时间的煤样的吸氧量和放热量，得出的水化煤样不同风干时间对应的含水率与煤氧化反应过程中的总吸氧量和放热量的关系曲线如图3。由图3可以看出，不同粒径煤样实验结果中，存在2个总吸氧量的极大值点，达到极大值点前，随水分含量较低总吸氧量与放热量均不断增加，其主要原因既有水分降低水分蒸发散失热量降低，同时还包括水分含量对络合反应的影响与水分含量低增加了煤氧接触与作用面积。因此，当水化煤水分含量在风干过程中降低至12%～14%左右或以下时，不同粒径水化煤的总吸氧量提高1.1～1.3倍，而放热量提高了2～3倍。
【参考文献】：
期刊论文
[1]水浸长焰煤自燃预测预报指标气体试验研究[J]. 朱建国,戴广龙,唐明云,叶庆树,李鹏. 煤炭科学技术. 2020(05)
[2]煤体结构对自燃倾向性影响研究[J]. 王福生,张志明,武建国,董宪伟,孙超. 煤炭科学技术. 2020(05)
[3]水化煤饱和-风干过程的自燃特性实验研究[J]. 皮子坤,董子文,李锐. 中国安全生产科学技术. 2019(09)
[4]基于程序升温的不同粒径煤氧化活化能试验研究[J]. 邓军,张宇轩,赵婧昱,宋佳佳,张嬿妮. 煤炭科学技术. 2019(01)
[5]浸水对煤氧化活化能和热效应的影响[J]. 乔玲,邓存宝,张勋,王雪峰,戴凤威. 煤炭学报. 2018(09)
[6]基于活化能指标的煤自燃最佳含水率研究[J]. 徐长富,殷文韬,姚海飞. 安全与环境学报. 2018(04)
[7]浸水过程对长焰煤自燃特性的影响[J]. 秦波涛,宋爽,戚绪尧,仲晓星,刘慈. 煤炭学报. 2018(05)
[8]长期水浸对不同烟煤自燃参数与微观特性影响的实验研究[J]. 唐一博,李云飞,薛生,王俊峰,李瑞超. 煤炭学报. 2017(10)
[9]基于热重实验的煤自燃临界氧体积分数分析[J]. 常绪华,王德明,贾海林. 中国矿业大学学报. 2012(04)
[10]热重-红外联用技术在煤燃烧特性研究中的应用[J]. 徐朝芬,胡松,孙学信,陈刚. 热力发电. 2005(03)
本文编号：3521819
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