煤自然降溫過(guò)程氧化特性及“滯后”效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、煤自燃的發(fā)展是一個(gè)復(fù)雜的物理和化學(xué)的動(dòng)態(tài)過(guò)程。當(dāng)煤發(fā)生自燃后，應(yīng)及時(shí)采取適當(dāng)?shù)姆罍缁鸫胧?，抑制煤自燃的發(fā)展。在降溫過(guò)程中需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)火區(qū)的溫度以及氣體濃度等參數(shù)，因此，對(duì)煤自然降溫過(guò)程的研究顯得尤為重要。
　　為了研究煤自然降溫過(guò)程的自燃特性，本文通過(guò)程序?qū)嶒?yàn)研究不同煤種在不同粒徑以及不同降溫方式下的自燃特性，分析粒徑和降溫方式對(duì)降溫過(guò)程氣體產(chǎn)物濃度的影響，根據(jù)CO濃度將降溫過(guò)程劃分為不同的階段，并進(jìn)行動(dòng)力學(xué)的分析，同時(shí)將升溫過(guò)程和

2、不同降溫過(guò)程進(jìn)行對(duì)比和分析。結(jié)果表明：煤自然降溫過(guò)程屬于一個(gè)非線性的動(dòng)態(tài)過(guò)程。降溫過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)載氣中氧氣濃度越大，煤樣粒徑越小，煤樣生成的氣體產(chǎn)物濃度越大，生成C2H4氣體的最低溫度越低；通過(guò)CO濃度將不同降溫過(guò)程分成不同溫度階段，并計(jì)算出其活化能，表現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)煤樣變質(zhì)程度越高，活化能值越大；在相同實(shí)驗(yàn)載氣的情況下，升溫過(guò)程相比于降溫過(guò)程中生成相同的氣體濃度(CO、C2H4和1/3焦煤CO2)時(shí)的溫度發(fā)生了一定的“滯后”；實(shí)驗(yàn)煤樣為褐煤和

3、無(wú)煙煤時(shí)，升溫過(guò)程相比于降溫過(guò)程中生成相同的CO2濃度時(shí)的溫度發(fā)生了一定的“提前”；褐煤和1/3焦煤的空氣降溫過(guò)程的耗氧速率大于空氣升溫過(guò)程的耗氧速率，無(wú)煙煤空氣升溫過(guò)程與空氣降溫過(guò)程的耗氧速率存在兩個(gè)交點(diǎn)。
　　同時(shí)，通過(guò)自然發(fā)火實(shí)驗(yàn)研究煤樣升溫過(guò)程和絕氧降溫過(guò)程中高溫點(diǎn)移動(dòng)規(guī)律、氣體產(chǎn)物濃度以及自燃特性參數(shù)和極限參數(shù)，并進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明：升溫過(guò)程和降溫過(guò)程高溫點(diǎn)的位置變化不完全重合；為消除降溫過(guò)程中漏風(fēng)量無(wú)法測(cè)量的因素，

4、得到了單位流量耗氧速率、單位流量CO、CO2產(chǎn)生率以及單位流量最大、最小放熱強(qiáng)度的計(jì)算方法，其結(jié)果與程序升溫結(jié)果相同，證明了方法的可行性以及增加了升溫過(guò)程與降溫過(guò)程的可比性；自然發(fā)火升溫過(guò)程中，煤溫在50℃時(shí)，下限氧濃度、最小浮煤厚度和上限漏風(fēng)強(qiáng)度均達(dá)到最值，當(dāng)浮煤厚度小于0.648m時(shí)，浮煤不會(huì)發(fā)生自燃現(xiàn)象；自然發(fā)火降溫過(guò)程中，煤溫在80℃時(shí)，下限氧濃度、最小浮煤厚度和上限漏風(fēng)強(qiáng)度均達(dá)到最值，當(dāng)浮煤厚度小于0.384m時(shí)，浮煤不會(huì)發(fā)生