煤自燃过程中自氧化加速温度研究

王兰云^1,2，蒋曙光^1,2，邵昊^1,2，张卫清^1,2，邹力力^1,2，寇砾文^1,2

1. 中国矿业大学安全工程学院2. 煤炭资源与安全开采国家重点实验室(中国矿业大学)

摘 要：基于静态耗氧实验、热分析实验及红外光谱实验结果,结合煤低温氧化阶段的宏观耗氧放热规律及微观活性基团含量变化,对煤的化学动力自氧化加速温度进行了探讨。基于静态耗氧实验结果所得的活化能变化规律显示,随温度升高,煤氧复合的活化能逐渐减小,较高温度时出现负活化能,标志着煤氧复合反应进入自发反应阶段;利用补偿效应推导了等动力学温度点Tiso的计算公式,得到实验煤样的Tiso为127℃。在Tiso附近,煤中还原性强的基团急剧减少而含氧基团快速增加;另用热重-差示扫描量热TG-DSC实验结果计算得到在Tiso附近活化能达到最低。微观结构变化和宏观放热特征证实了计算所得Tiso与煤自氧化加速点的相关性,认为可将等动力学温度点Tiso视为煤从低温缓慢氧化进入自活化反应阶段的临界点,即自氧化加速温度点。

关键词：煤自燃;自氧化加速温度;等动力学温度;