煤低氧自燃及其残余物复燃特征试验研究

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摘  要：为研究煤的低氧自燃及其残余物的复燃过程，在氧浓度5%的条件下，分别在200，300，400 ℃对煤样进行恒温氧化，采用同步热分析法，测试了原煤低氧自燃及残余物复燃过程中的质量及放热量变化规律，并进一步分析其动力学特征。结果表明：相对于21%氧浓度，在5%的低氧环境中，煤的自燃进程受到抑制，特征温度均升高，最大反应速率由5.05%/min降至3.12%/min，降低了38.22%，净放热量由16 173.73 J/%降至12 647.56 J/%，降低了21.80%；动力学模式由随机成核和随后生长转变为相边界反应，与21%氧浓度相比，5%氧浓度的煤表观活化能由91.29 kJ/mol降至81.99 kJ/mol，降低了10.19%；相对于原煤，5%的低氧高温残余物的吸氧增重过程明显受到抑制，残余物对的吸氧增重量随氧化温度的升高而降低，当经历400 ℃氧化后，残余物复燃的吸氧增重量相对于原煤降低了65.99%；随着氧化温度的升高，质量最大值对应的温度先降低后增大，而燃点温度和燃尽温度降低；放热量均降低，且热分解过程中放热速率的加速趋势逐渐消失；动力学模式由随机成核和随后生长先转变为反应级数，再转变为相边界反应，表观活化能先由81.99 kJ/mol增大至117.67 kJ/mol后减小至117.77 kJ/mol。（剩余17057字）