煤低温氧化中CO和CO_2生成的数学模型探讨.pdf

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1、★媒炭科技？加工转化★煤低温氧化中Ｃ０和ｃ〇２生成的数学模型探讨韩亮王俊峰张玉龙唐一博（太原理工大学矿业工程学院，山西省太原市，０３００２４）摘要采用恒温氧化装置，借助于数学模型研究锡盟褐煤（ＸＭ）、神东长焰煤（ＳＤ）和义马气煤（ＹＭ）这３种易自燃煤种在低温氧化过程中的气态产物ＣＯ和（：０２生成的特“”性。在缓慢氧化阶段和加速氧化阶段，ＣＯ的生成经历了两种不同的增长模式，分别是Ｓ型增长和对数增长，且在这两个阶段的临界温度处两种增长模式都发生转变；而Ｃ０２的生“”成量在这两个阶段均呈Ｓ型增长。通过比较各种条件下０〇２和（：〇生成速率的

2、比值，发一比值大于氧气充足时的比值ＣＯ的生成具显促进作现在氧气不足时这，并发现０有明２对用，，由此推断出ＣＯ的生成主要是由０２与煤中活性化学键反应生成。研究结果表明根据Ｃ０２和ＣＯ生成速率的比值可以更加清楚地预测井下火灾发展的程度，为指导现场工作提供依据。关键词低温恒温氧化数学模型（３０２和０３的速率比值中图分类号ＴＱ５３文献标识码ＡＤ－ｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｆｍａｔｈｅＨｍａｔｉｃｍｏｄｅｌｓｏｆＣＯａｎｄＣ０２ｉｎｃｏａｌｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎＬｉａｎｇ，

3、ＷａｎｇＪｕｎｆｅｎｇ，ＺｈａｎｇＹｕｌｏｎｇ，ＴａｎｇＹｉｂｏ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｉｎｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎｘｉ０３００２４，Ｃｈｉｎａ）－ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌｓｏｆｃｒｅａｔｉｎｇＣＯａｎｄＣ０２ｉｎｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｎ－？ｏｘｉｄａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆＸｉｍ

4、ｅｎｇｌｉｇｉｔｅ，ＳｈｅｎｄｏｎｇｌｏｎｇｆｌａｍｅｃｏａｌａｎｄＹｉｍａｇａｓｃｏａｌ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｗｈｅｎ〇２ｗａｓｉｎｓｕｆｆｉ＂＂ｃｉｅｎｔ，ｔｈｅｒｅｗｅｒｅＳｇｒｏｗｔｈｐａｔｔｅｒｎａｎｄｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃｇｒｏｗｔｈｐａｔｔｅｒｎ，ｔｗｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｔｈｐａｔｔｅｒｎｓｏｆＣＯｉｎｓｌｏｗｏｘｉｄａｔｉｏｎｐｈａｓｅ？ａｎｄａｃｃｅｌｅｒａｔｉｎｇｏｘｉｄａｔｉｏｎｐｈａｓｅ，ａｎｄｂｏｔｈｇｒｏｗｔｈｐａ

5、ｔｔｅｒｎｓｃｈａｎｇｅｄａｔｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｎｄＣＯ２ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｑｕａｎｔｉｔｙｉｎ＂＂－ｃｒｅａｓｅｄａｓＳｓｈａｐｅｄｉｎｂｏｔｈｔｗｏｐａｔｔｅｒｎｓ．ＢｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅＣＯ２／ＣＯｒａｔｅｒａｔｉｏｓｕｎｄｅｒｅａｃｈｃｏｎｄｉｔｉｏｎ？ｉｔｗａｓｒｅｖｅａｌｅｄｔｈａｔｔｈｅｒａｔｉｏｓｗｅｒｅｈｉｇｈｅｒｗｈｅｎ〇２ｗａｓｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ．ＴｈｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆＣＯｍａｉｎｌｙｄｅｐｅｎｄｅｄｏｎ

6、０２？ｗｈｉｃｈｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｔｈｅＣＯｐｒｏｄｕｃｔｃａｍｅｆｒｏｍｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆＯ２ａｎｄａｃｔｉｖｅｃｈｅｍｉｃａｌｂｏｎｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｃａｌｃｕｌａｔｅｄｒｅａｃｔｉｏｎｒａｔｅｒａｔｉｏｓｏｆＣ０２／ＣＯｃｏｕｌｄｆｏｒｅｃａｓｔａｎｄｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｆｉｒｅｈａｚａｒｄｓｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｌｙａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒｆｉｅｌｄ

7、ｗｏｒｋ．－Ｋｅｙｗｏｒｄｓｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌ？ＣＯ２／ＣＯｒａｔｅｒａｔｉｏｓ煤低温理氧化吸过程中空气中的氧分子与煤表面结低阶煤的低温氧化过程进行了实验研究，通过测量合，发生物附和化学吸附，在分子间作用下氧质量变化、气体生成率、放热量和官能团的变化，？分应后子的键削弱甚至断开，并与甲基、次甲基进行反得出１００ｍｏｌ的碳参加反应时只有１．７４．６ｍｏｌ应生成烃类自由基，生成物与氧气继续结合反的氧参与反应；国内部分专家进行了自燃的气体指，煤低温氧化的过

8、程就是自由