复合阻化剂抑制煤自燃过程的阶段阻化特性

为解决单一阻化剂阻化效果弱、作用时间短的缺陷,基于2种物质不同阶段的阻化特性,选用碳酸氢钠作为物理阻化成分,高效抗氧化剂茶多酚作为化学阻化成分,开展复配阻化剂优选的实验研究。采用TG-DSC和FTIR实验,结合氧化动力学分析方法及分峰拟合技术,分析了复合阻化剂对煤氧化过程特性参数和微观基团的影响,从宏观和微观层面验证了复合阻化剂对煤自燃抑制的高效阻化效果,揭示其微观阻化机理。结果表明：阻化煤样的6个特征温度较原煤提高,质量损失减少,低温氧化过程煤体吸热量增加,高温阶段煤体放热量减少,可燃指数及综合燃烧指数均明显降低,阻化煤样在氧化过程4个阶段的表观活化能均得到提高,分析得到复合阻化剂的优选质量配比(碳酸氢钠∶茶多酚=3∶1)。通过定量分析原煤及阻化煤样的活性官能团在氧化过程中的变化规律,得出复合阻化剂的添加减少了煤中的活性基团(羟基、甲基以及亚甲基)以及煤氧复合反应中间产物(羧基、羰基)的含量,稳定的官能团醚键的含量增加。在煤低温氧化过程中,碳酸氢钠热分解生成CO₂,通过表面CO₂-O₂竞争吸附效应,物理惰化抑制煤自燃;...     

复合阻化剂抑制褐煤氧化自燃的实验研究

针对单体阻化剂对褐煤自燃效果单一问题,对单体阻化剂氯化镁、磷酸二氢铵和低聚磷酸铵进行了正交复配,并对煤样进行了阻化处理和程序升温实验,研究了褐煤阻化前后指标气体CO的变化规律,并以前期和后期阻化率为评价指标,分析了不同配比的阻化效果。实验结果表明,效果最好的复合阻化剂配比为28 g的Mg Cl2、8 g的NH4H2PO4、12 g的APP,其复合阻化液质量分数为20%。     

阻化剂防治煤自燃效果分析

为进一步研发高效阻化剂以阻止煤炭自燃,对阳煤煤样分别添加4种不同浓度的阻化剂后进行了程序升温氧化法测定,通过对30~220℃升温过程中生成的一氧化碳气体指标以及ICO(产生的一氧化碳与消耗氧气的比值)的对比分析,得出了4种不同浓度的阻化剂对阳煤煤样自燃的阻化效果。结果表明,阳煤煤样在程序升温的不同温度阶段,浓度为15%的氯化镁阻化效果最佳,阻化率平均可达68%以上,180℃后,氯化镁的阻化率能达到78%,从而验证了15%的氯化镁为本次试验的优选阻化剂。试验结果可为阳煤五矿高效阻化剂的配制提供相关依据和参考。     

含不同阻化剂煤自燃的实验研究

采用STA449C综合热重分析仪对煤添加阻化剂后的活化能变化规律进行实验研究,主要研究不同粒度的煤和不同阻化剂对煤自燃过程的影响。结果表明,以着火活化能确定煤自燃阻化效果具有规律性。比较不添加阻化剂与添加阻化剂实验煤样各燃烧阶段的活化能可以看出,添加阻化剂后失水活化能与燃烧活化能降低,着火活化能则增大,说明阻化剂在煤的整个燃烧阶段并不是全过程起到阻化的作用,而是一个催化—阻化—催化的过程：在失水阶段起着催化作用,在着火阶段起阻化作用,在燃烧阶段起到催化作用。这对于应用阻化剂的选择具有实际的参考价值和指导意义。     

基于活化能指标的煤自燃阻化剂实验研究

运用热重分析手段对几种阻化剂进行了实验研究，运用化学反应动力学方程计算得到了原煤样与阻化煤样的活化能。实验和计算结果表明，同种阻化剂对不同的煤样具有选择性，不同的阻化剂对相同煤样的阻化效果不同。为此提出基于煤的着火活化能确定煤自燃阻化效果的定量计算方法，对选择煤自燃阻化剂具有重要的理论与实际意义。     

复合阻化剂抑制煤自燃的热重动力学实验研究

为研究聚丙烯酸钠-花青素复合阻化剂对煤自燃的阻化效果,选用褐煤和长焰煤制备阻化煤样,并与原煤和常规阻化剂CaCl_2溶液处理的煤样进行对比。首先通过煤自燃倾向性氧化动力学测试实验对比原煤煤样与阻化后煤样的70℃出口氧浓度与交叉点温度(CPT)。其次开展热重动力学实验,选取特征温度点进行分析,并基于4种升温速率下煤氧化自燃过程3个阶段的热重数据,利用Starink模型等转化率法求解动力学参数。结果表明:聚丙烯酸钠-花青素复合阻化剂对褐煤及长焰煤自燃过程起到持续抑制作用,阻化后煤样自燃氧化动力学判定指数I大幅下降,高温下阻化效果显著优于CaCl_2溶液,具有较好的温度适应性。阻化煤样自燃过程的低温氧化阶段、吸氧增重阶段及着火阶段的表观活化能值均相应提高,煤氧复合放热反应活性大幅降低。     

化学阻化剂防治煤自燃及其阻化机理分析

为分析化学阻化剂防止煤自燃的阻化机理,选用质量分数为1%～20%的过硫酸钠阻化剂对煤样进行化学阻化处理,同时用清水处理的煤样作为参考。采用程序升温氧化法对煤样进行模拟氧化试验,从宏观上分析阻化前后煤样自燃特性的变化;用傅里叶红外光谱仪对煤样进行测试,从微观上分析阻化前后煤样主要活性基团的变化规律。综合分析得出：在低温阶段使用质量分数为5%的过硫酸钠阻化剂效果最好。过硫酸钠阻化剂可以促使煤中活性基团生成比较稳定的醚类、烷基类、羧酸类,可以有效防治煤自燃。     

防止煤炭自燃的新型阻化剂研究

煤炭与橡胶（塑料）的氧化均为自由基链式反应．根据它们氧化机理的相似性,选择橡胶防老剂为煤炭氧化的阻化剂,研究了防老剂对义马耿村矿长焰煤的化学阻化作用．结果表明,防老剂对长焰煤的氧化有显著的阻化效能和优良的后期阻化作用,其作用机理是阻断煤炭氧化的反应链     

抑制煤氧化自燃的盐类阻化剂性能分析

为进一步研发高效阻化剂以阻止煤炭自燃,分别对东山煤样和芙蓉煤样,在添加不同阻化剂条件下进行程序升温试验,通过对40～150℃升温过程中不同煤样反应后一氧化碳产量的对比分析,得出了阻化剂对不同煤样的阻化效果.结果表明:对于东山煤样,碳酸氢铵和氯化镁的阻化率可达88%以上;不同升温过程中的芙蓉煤样,磷酸二氢铵、碳酸氢铵的阻化率均可达75%以上,煤样在不同温度阶段,质量分数20%的阻化剂阻化效果最佳.此试验结果可为高效阻化剂的配制提供相关依据和参考.     

复合阻化剂抑制煤自燃的红外光谱实验研究

为研究聚丙烯酸钠—花青素复合阻化剂对煤自燃的阻化效果,选用褐煤和气煤制备阻化煤样进行对比实验。通过傅里叶红外光谱系统对比褐煤和气煤的原煤煤样与阻化后煤样的活性基团变化规律,开展指标气体测试,验证复合阻化剂对煤自燃的阻化效果。结果表明：聚丙烯酸钠—花青素复合阻化剂对褐煤及气煤自燃过程均起到持续抑制作用,在煤自燃的链式循环反应中,阻化剂阻断了煤氧化学吸附过程中过氧化自由基向碳氧双键中间产物的转化反应,使不稳定的过氧化自由基转化为氢过氧化物并进一步分解生成醇和水,使循环反应终止。聚丙烯酸钠—花青素复合阻化剂有效降低了煤的自热氧化能力,在煤自燃氧化的过渡阶段有显著抑制效果。     

升温速率对不同变质程度煤自燃影响实验研究

为研究升温速率对不同变质程度煤自燃特性的影响规律,采用红外光谱仪和同步热分析仪,选取4种不同变质程度煤样作为研究对象,分析了煤的官能团结构、质量变化、热量变化并进行了氧化动力学计算。结果表明:随着变质程度增加,原煤中羟基含量增加;焦煤和弱粘煤具有明显的芳环-CH 3,弱粘煤中的芳环C=C与Ar-CO含量最多,焦煤的醚键含量较高;脂肪烃含量与变质程度关系不明显。升温速率增加,各煤阶的TG-DSC-DTG曲线均向高温偏移;升温速率对燃烧阶段的煤质量变化影响更大。褐煤相对于焦煤,热流率极值更高,瞬时放热更剧烈。升温速率越大,总放热量越小。通过外推得到了原始状态下煤的活化能,在氧化阶段,E HM相似文献   

防止煤炭自燃的化学阻化剂的实验结果研究

深入了解了煤样制备及阻化机理,阐述了阻化煤样的制备流程,提出利用红外分析仪、气相色谱仪等设备来检查煤样的方法。选择以高锰酸钾、双氧水、过硫酸钠为代表的阻化剂对煤样进行处理,并配置同层次的参考煤样,同时采取阶梯式程序升温氧化法和傅里叶红外变换测试方法,分析煤样阻化处理后的红外谱图和实验数据,研究煤样中酸类、活性官能团、亚甲基等成分的变化,分析阻化剂对自燃效果的影响程度。实践证明煤样经过过硫酸钠阻化处理后防自燃效果显著,通过减少相邻羧酸、亚甲基数量来降低CO量,降低煤炭活性,达到防止煤炭自燃的效果。     

不同变质程度煤自燃特性实验研究

利用程序升温实验装置对不同变质程度的煤进行氧化升温实验,对实验过程中的临界温度变化,CO、CO_2、CH4浓度变化等的关系进行分析。分析结果表明:煤的临界温度随煤的变质程度增加而升高64.79℃(长焰煤)、69.86℃(不黏煤)、71.23℃(气煤);CO、CO_2、CH43种气体升温过程中的浓度变化随变质程度的增加而减小;煤的氧化自燃倾向性在一定程度上随煤的变质程度的增加而降低。     

煤层预注阻化剂防治采空区煤自然发火试验研究

研究了煤自然发火机理,结合某矿5112工作面生产现状进行了煤层预注阻化剂试验,试验表明高压注入煤层的纯碱(Na2CO3)阻化液可均匀渗入煤体中的孔隙,开采后被丢入采空区的煤体不论如何破碎,均可被阻化液均匀包围,阻化液能起到隔绝煤炭表面与氧气接触的作用,从而起到防止氧化、延长自然发火期的效果,为煤矿安全生产提供了保证。     

不同瓦斯含量煤样自燃特性实验研究

利用自行研发的煤样瓦斯吸附装置,在不同瓦斯吸附压力条件下煤样达到吸附平衡后,得到不同瓦斯含量的煤样,通过程序升温实验装置进行煤样自燃程序实验,并用气相色谱仪分析不同煤温时气体成份,研究煤样吸附瓦斯对其自燃特性的影响。结果表明,不同瓦斯含量的煤样对自燃特性影响明显。比较不吸附瓦斯煤样和吸附瓦斯煤样的自燃特性实验可以看出,在煤自燃氧化过程中,吸附瓦斯对生成CO有促进作用,而对生成CO_2、C_2H_4、C_2H_6有抑制作用,吸附瓦斯的煤样的临界温度和干裂温度都有所提升。     

正明煤矿煤炭自燃研究

通过对煤炭缓慢升温氧化实验,同时采用气相色谱仪对氧化实验产生的气体进行全程监测,并对其产生的气体成分和产生的量进行数值分析,对煤炭自燃规律进行总结,以正明煤矿的煤样作为实验对象进行自燃实验研究,根据取样地点的不同,分析煤体升温过程中产生气体与煤炭自燃的关系,为煤炭自燃的预防工作提供参考依据。     

不同阻化剂对煤临界温度影响的实验研究

 本文采用水玻璃,CaCl2、凝胶三种阻化剂对湖西褐煤、大佛寺不粘煤、袁庄气肥煤、新丰贫煤四种不同变质程度煤样进行处理后,测试其在程序升温条件下40～180℃范围内CO的浓度,并计算临界温度。结果表明经阻化剂处理后的煤样,临界温度均发生了不同程度的升高,其中经CaCl2处理后的煤样临界温度最高,说明CaCl2阻化剂能更有效地抑制活性官能团较早的参与化学反应,从而延缓煤的氧化。     

风量对煤自燃极限参数影响的实验研究

为了研究不同的风量条件对煤自燃极限参数的影响,采用煤自燃程序升温实验系统,测试了5种不同风量条件下煤样的耗氧速率、CO产生率、CO_2产生率和放热强度,在此基础上计算煤自燃极限参数并分析其变化规律。实验结果表明:不同的供风量导致煤体的氧化放热强度不同,在风量为60 m L/min的情况下煤体放热强度最大;煤自燃极限参数随风量的变化可以分为2个阶段:风量在40 m L/min之前,煤样的最小浮煤厚度和下限氧浓度均随风量的增加而减小,煤样的上限漏风强度随风量的增加而增加。风量在40 m L/min之后,最小浮煤厚度和下限氧浓度随风量的增加近似呈线性增加,上限漏风强度随风量的增加近似呈线性减小,说明在井下开采过程中要注意风量的调节,使煤的自燃极限参数向不利于煤自燃的方向发展。