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西安科技大学学报2025年第01期:煤矿用输送带热解过程特征研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张铎;李艳;文虎;钱万学;刘茂霞;王伟峰;

单位:西安科技大学安全科学与工程学院;西安科技大学陕西省煤火灾害防治重点实验室;陕西陕煤韩城矿业有限公司;

摘要:带式输送机作为煤炭运输系统的中枢,在提升煤炭开采效率的同时也存在着火灾隐患。为探明煤矿用输送带热解过程,探索其发生热解后的行为特征,选取PVC-800S型输送带样品,通过热重-红外联用(TG-FTIR)试验,研究4种不同升温速率(5,10,15,20℃/min)下输送带的热解特性,分析热解过程中不同阶段样本质量、物质结构及气体生成演变特征。结果表明:不同升温速率下,TG/DTG曲线、气体产物等具有相似规律和趋势,随升温速率增加,各参量特征值向高温区发生偏移;输送带热解经历4个明显失重阶段,第1,2失重阶段发生聚合物链的断裂和降解,多烯共轭结构断裂、热解产物交联、异构和芳香化;第3,4失重阶段主要为PVC中挥发分的失重以及剩余有机组分的碳化;热解过程中有CO_2,H_2O,HCl, NO_2等气体逸出,其中第1失重阶段主要逸出HCl, NO_2,CO_2,H_2O,其中,CO_2,H_2O逸出最多;第2,3失重阶段主要逸出CO_2,H_2O,NO_2,且逸出浓度均较高;第4失重阶段主要逸出NO_2。研究可为煤矿用输送带火灾早期阶段的预警提供相应理论参考。

关键词:煤矿用输送带;;热重-红外联用;;多升温速率;;热解气体

基金资助:国家自然科学基金项目(51904234);; 陕西省重点研发计划项目(2024GX-YBXM-488);; 科学家+工程师队伍建设项目(2024JH-KGDW-0111)