刘 伟,秦跃平,杨小彬,张国玉

(1.中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京 100083;2.北京天地华泰采矿工程技术有限公司,北京 100013)

挥发分对煤自燃特性影响的实验研究

刘 伟1,秦跃平1,杨小彬1,张国玉2

(1.中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京 100083;2.北京天地华泰采矿工程技术有限公司,北京 100013)

为了研究挥发分对煤本身自燃能力的影响作用,在氮气环境中对同一处采集的煤样分别在300,600,900℃高温下进行了灼烧处理,获得了挥发分不同的5份煤样;利用自制的油浴式煤低温氧化实验系统对所得煤样进行了升温氧化实验,测得了不同温度下煤样罐出口中的O2,CO,CO2等气体的体积分数;推导了煤的耗氧速率与放热强度计算公式,结合实验数据,得到了不同煤样的耗氧速率及放热强度变化情况,以此来判断减少挥发分后煤的自燃能力强弱。结果表明,相同条件下,挥发分越低,煤的耗氧速率、放热强度越小,越不易自燃。

挥发分;自燃;耗氧速率;放热强度;低温氧化

煤燃烧过程中,其表面的活性结构会热解生成多种气体[1],如羧基裂解产生CO2,羟基裂解产生H2O,醚键裂解产生 CO,脂肪烃裂解产生 CH4,C2H6, C2H2,芳香烃裂解产生H2,这些气相产物统称为挥发分[2]。挥发分能在较低温度下析出并燃烧,剩下固定碳与灰分的混合物称之为焦炭。挥发分对煤的燃烧[3]至关重要,一方面挥发分燃烧放热,迅速提高焦炭的温度,为其着火和燃烧提供条件;另一方面挥发分的析出使得炭粒的内部孔隙与反应面积增大,有利于加快焦炭的燃烧速度。……