煤自燃过程可以从宏观和微观两个个方面进行解释。
在宏观方面,煤在堆积时与氧气发生接触,发生煤氧化反应,煤氧化产生的热量大于向外界的散热量时,煤温升高,热量积聚进而引发煤自燃;在微观方面,煤氧结合,煤中的活性基团断裂氧化放热,致使热量积聚,煤温升高。煤自燃进程主要包括潜伏期、复合期、自热期、活化期、热分解期、裂变期和燃烧期7个过程。
煤自燃的原因
煤炭是一种多孔固相介质,具有可燃性和自燃 性的特征,煤自燃受环境和其自身的影响。学者们对于煤自燃机理,提出了黄铁矿假说、细菌作用学说和煤氧复合作用学说。目前,能够合理地诠释煤自燃机理的学说为煤氧复合作用学说,该学说认为煤自燃的主要原因是破碎堆积状的煤在氧气的作用 下,不断地发生氧化,进而产生一系列的放热反应, 最终导致煤体热量积聚,煤温升高,温度升高到燃点 时就会引燃煤堆。在此过程中煤氧接触包括物理 吸附和化学吸附,物理吸附通过煤的孔隙进入煤体内部,使得煤体内部蓄热直至升温。化学吸附所释放的热量大于物理吸附,并且随温度的升高化学吸附 作用加强,最终致使煤温升高,在热量的不断积聚下引起煤自燃。
煤自燃的影响因素
有学者主要从粒径、氧体积分数、通风量、含水率、变质程度等方面研究煤自燃影响因素。浸水风干后的煤中的矿物质含量减少,氧化升温过程中耗氧 量的增加导致放热量增加,因此浸水风干后的煤相比较于原煤更容易自燃,煤的小粒径能够呈现出 较强烈的自燃氧化特性,对于同一煤种过小的粒径 会影响煤氧的接触;减少氧气的体积分数也能够有效煤的氧化自燃;煤变质程度高则煤的氧化自燃倾向会降低;漏风量过大会带走煤氧化热量,漏风量过小会减少对煤的氧气供给,抑制煤氧化放热。
转载本文须保留本网站注明的“来源/参考文献+中国煤炭行业知识服务平台”,侵权必究。
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会