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西安科技大学学报2024年第04期:焦煤氧化燃烧特性参数与热动力学特征

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王成博;雷昌奎;邓存宝;

单位:太原理工大学安全与应急管理工程学院;陕西山利科技发展有限责任公司;

摘要:煤氧化自燃是矿井火灾的主要原因之一。为了探明煤氧化燃烧的特点和规律,采用TG-DTG试验研究了沙曲一号煤矿焦煤氧化热解过程,对不同升温速率下煤样的特征温度和燃烧特性参数进行了计算,并根据改进的Starink法计算了缓慢失重阶段和燃烧失重阶段的热动力学参数,确定了这2个阶段的动力补偿效应。结果表明:特征温度点随升温速率的增大出现了后移现象,并且反应结束后的残余物质比例随着升温速率的增大而增加;燃烧特性参数随升温速率增大呈现显著增大趋势,升温速率越大,煤粉可燃性越好,燃烧越稳定,但反应也越不充分;表观活化能在缓慢失重阶段呈现逐渐增大的趋势,最大值188.47 kJ/mol在着火点T_3附近;在燃烧失重阶段当转化率小于0.3时,表观活化能逐渐增大,之后逐渐减小,最大值173.65 kJ/mol在最大失重速率温度点T_4附近;指前因子整体变化规律与表观活化能基本一致,动力学补偿效应在燃烧失重阶段更大。

关键词:煤自燃;;升温速率;;燃烧特性参数;;热动力学参数;;最概然机理函数;;动力补偿效应

基金资助:国家自然科学基金项目(52204229);; 山西省基础研究计划青年科学研究项目(20210302124349);; 山西省高等学校科技创新项目(2021L054)