煤绝热氧化动力学特征参数与变质程度的关系

朱红青,王海燕,宋泽阳,和超楠

(中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京 100083)

煤绝热氧化动力学特征参数与变质程度的关系

朱红青,王海燕,宋泽阳,和超楠

(中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京 100083)

为分析不同变质程度煤自然发火难易程度差异的氧化动力学原因,基于煤绝热氧化自热升温过程的基本假设,结合Arrhenius方程对该过程的反应特征进行了氧化动力学分析,然后研究得出绝热过程表观活化能(Ec)、绝热过程临界温度(Tc)和阶段内平均升温速率(Rhm和Rjs)4个特征参数,最后对各特征参数与煤质等级的关系进行数值拟合。结果表明:Ec,Tc,Rhm和Rjs四个特征参数,分别从煤自燃反应难易(Ec),控制难易(Tc)以及升温快慢(Rhm和Rjs)3方面表征其氧化动力学特征;随着煤的变质程度的升高,Ec与煤质等级成对数关系,Tc与其成线性关系,而Rhm和Rjs与之呈负指数关系。从氧化动力学角度对不同变质程度煤的自燃差异性进行分析,为自燃防治提供参考。

变质程度;氧化动力学;绝热过程;表观活化能;临界温度;阶段特性

根据变质程度,可将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤三大类。煤化变质程度不同是引起煤的结构和活性基团的差异的直接原因,最终造成不同煤种之间自然发火难易的差别。目前,国内外主要用自燃倾向性作为自然发火难易的评判标准,并且研究和开发了色谱吸氧法、交叉点温度法、绝热氧化法等技术手段分析煤的自燃倾向性[1－4],这些方法主要通过色谱……