内蒙古鲁新煤矿褐煤燃烧特性及热动力学参数研究
马砺1
李登宇2
刘虎3
范晶2
赵祥凯4
严月圆2
陈荣4
裴广伟4
1.西安科技大学 安全科学与工程学院,陕西 西安 710054;西安科技大学 陕西省煤火灾害防治重点实验室,陕西 西安 7100542.西安科技大学 安全科学与工程学院,陕西 西安 7100543.兖矿能源救护大队,山东 济宁 2720004.山东能源新矿内蒙古能源有限责任公司 鲁新煤矿,内蒙古 锡林郭勒 027399
摘要：内蒙古鲁新煤矿 11 煤层煤种为褐煤,属于容易自燃煤层,煤自燃危险性较大.采用同步热分析仪研究了褐煤在不同升温速率(10、20、30、40℃/min)和氧气体积分数(9%、13%、17%、21%)条件下的燃烧过程,对比分析了特征温度点、失重速率、可燃性指数、综合燃烧特性指数及表观活化能等热动力学参数.结果表明:特征温度随升温速率增加和氧气体积分数减少呈升高趋势;升温速率和氧气体积分数对失水失重阶段质量损失和放热量影响不显著;氧气体积分数和升温速率增加会加强热解燃烧阶段的煤粉氧化反应,提高热释放速率,最大失重速率、综合燃烧特性指数、可燃性指数、放热量等特性参数也随之上升;升温速率为 40℃/min时的最大失重速率为 14.77%/min,相比升温速率 10℃/min增加了 25.8%,氧气体积分数 21%相比 9%,最大失重速率增加 1.6 倍,总放热量增长 3.7 倍;升温速率和氧气体积分数最高时,可燃性指数和综合燃烧特性指数分别达到最大值 13.64×10-5 和 11.35×10-7;表观活化能随氧气体积分数的升高而上升,随转化率升高先增加后减少,转化率在 0.30 时达到最大值 197.9 kJ/mol.氧气体积分数和升温速率的增加促使煤粉内部发生不完全反应的活性结构增加和反应活化能上升,两者共同耦合作用共同加快了氧化反应速率.
关键词：煤自燃褐煤特征温度放热量热动力学参数
分类号：TD75+2.2(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(5217042729)
论文发表日期：2025-10-30
在线出版日期：2025-10-28（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 14-22 )
英文信息