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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于差值法的不同氧浓度对煤自燃特性影响研究
  • 作者

    张明刘华锋

  • 单位

    国能乌海能源黄白茨矿业有限责任公司中煤科工集团重庆研究院有限公司

  • 摘要
    煤低温氧化过程存在氧化、脱附和裂解等路径产生气体和热量,导致基于气体和热量获得的氧气浓度对煤氧复合反应动力学的影响不准确。提出一种能够消除这两条路径的方法,利用这种方法分别在不同氧浓度下通过程序升温实验研究不同煤的产气和产热特性,并结合X射线光电子能谱仪(XPS)和比表面积测试仪(BET)等微观表征,分析煤在氧化过程中发生微观变化的内在原因。实验结果表明,煤的比表面积及煤中含氧基团的含量对氧化产气浓度和初始产气温度具有较大影响,尤其是对于CO2影响更大,采取差值的方法可以有效排除裂解和脱附的影响,获得能够反映煤氧复合本质特征的氧化路径;不同氧气浓度对氧化路径下产气和产热特性影响较大,随着氧气浓度的降低,产气浓度和产热速率逐渐降低,当氧气浓度低于6%时,初始产气温度明显升高,产热速率明显受到抑制,严重的抑制了煤与氧的进一步反应,从而很难发生煤自燃。
  • 关键词

    煤自燃不同氧浓度热动力学指标气体

  • 基金项目(Foundation)
    重庆市自然科学基金面上项目(CSTB2022NSCQ-MSX0867);
  • 文章目录
    1 实验过程
    1.1 煤样的选取与制备
    1.2 程序升温氧化实验过程
    1.3 煤比表面积及孔隙结构实验过程
    1.4 XPS实验过程
    2 实验结果及讨论
    2.1 煤脱附和裂解产气影响因素分析
    2.1.1 煤的比表面积及孔隙结构
    2.1.2 煤中含氧基团赋存状态
    2.2 不同氧浓度下CO和CO2变化规律
    2.2.1 不同气氧浓度下CO变化规律
    2.2.2 不同气氧浓度下CO2变化规律
    2.3 不同氧浓度条件下产热特性变化规律
    2.3.1 不同氧浓度下产热速率
    2.3.2 煤自燃交叉点温度变化规律
    3 结论
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