不同变质程度煤自燃特性及动力学研究

作者:白亚娥; 马腾; 尚秀全; 燕利芳
来源:能源与环保, 2023, 45(07): 90-96.
DOI:10.19389/j.cnki.1003-0506.2023.07.014

摘要

为了研究煤氧化升温过程及分子结构特征,采用热重—傅里叶原位红外光谱(TG-FTIR)试验,研究了3种不同变质程度煤的特征温度、气体产物、分子官能团演变规律,并得到了动力学参数随温度的动态变化过程。结果表明,煤氧化过程可分为5个阶段,变质程度越低的煤特征温度越低,氧化释放CO、CO2、H2O等气体温度越低,分子结构越不稳定,氧化需要的活化能越低。在低温阶段释放H2O和消耗游离—OH的量随着煤中含水量的增加而增加。在受热分解温度前,煤分子结构中脂肪烃侧链及其他官能团反应产生CH3、CH2,之后被消耗生成碳氢气体;—OH和其他官能团在氧化中可反应生成C=O;芳烃、取代苯结构较稳定,在低温阶段基本不参与反应,超过干裂温度逐渐参与反应。煤在水分蒸发及脱附阶段,随着温度的升高,反应需要的活化能越来越低,而在吸氧增重阶段需要的活化能越来越高,表明煤发生水分蒸发和气体脱附的历程较容易,而发生吸氧增重的历程较难,可通过洒水等措施增加散热,防止煤燃烧。

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