复合阻化剂抑制褐煤氧化自燃的实验研究.pdf

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1、能源技术与管理2015年第4O卷第1期132EnergyTechnologyandManagementVol_4ONo．1doi：10．3969／j．issn．1672-9943．2015．O1．052复合阻化剂抑制褐煤氧化自燃硇实验研夯张文玉，吴国光，孟献梁，褚睿智(中国矿业大学化工学院，江苏徐州221116)[摘要]针对单体阻化剂对褐煤自燃效果单一问题，对单体阻化剂氯化镁、磷酸二氢铵和低聚磷酸铵进行了正交复配，并对煤样进行了阻化处理和程序升温实验，研究了褐煤阻化前后指标气体CO的变化规律，并以前期和后期阻化率为评价指标，分析了不同配

2、比的阻化效果。实验结果表明，效果最好的复合阻化剂配比为28g的MgC1，、8g的NH4H2PO4、l2g的APP，其复合阻化液质量分数为20％。[关键词]褐煤；氧化自燃；复合阻化剂；阻化率[中图分类号]TD752．2[文献标识码]B[文章编号]表1正交实验因素水平0引言煤炭的氧化自燃严重威胁着煤矿的可持续发展和矿工的人身安全。目前，利用阻化剂防治煤氧化自燃，是国内外煤矿常用的防灭火技术之一口。工业上使用较多的阻化剂有卤盐类、铵盐类、硅凝胶和高聚物阻化剂等。不同阻化剂的阻化方式的称取(20±0．1)g的复合阻化剂置于烧杯中，阻化效果不同，

3、卤盐吸水液一般前期阻化效果较加入一定量的水，充分搅拌溶解，配制成质量分数好，时间变长，阻化作用就减弱，而一些化学阻化为20％的溶液备用。剂温度较高时具有较好的阻化效果⋯。文章以小1．1．2阻化煤样的制备龙潭褐煤为研究对象，选用氯化镁、磷酸二氢铵和该实验选用小龙潭褐煤，将收到煤样剥去表低聚磷酸铵进行正交复配和程序升温实验，展开面氧化层，并进行破碎，筛分出粒度为0～2mm的了复合阻化剂抑制褐煤氧化自燃的研究和分析。煤样作为原煤，隔绝空气密封保存备用。将复合阻化液与原煤按照50ml复合阻化液1实验研究与100g原煤的比例混合，搅拌均匀制得阻化

4、煤1。1阻化煤样制备样，将50ml去离子水与100g原煤进行混合，搅1．1．1复合阻化液的制备拌均匀制得原煤样。室温密封放置24h充分阻化文章选取了氯化镁作为主阻化剂、磷酸二氢后，在40℃下进行真空干燥12h，取出后密封保铵和聚磷酸铵(以下简称APP)作为副阻化剂，进存备用。行正交配比，制备复合阻化剂。该实验选择L9(3)1．2程序升温实验正交表，不考虑交互作用，因素、水平数如表1所1．2．1实验装置，卞程序升温实验装置如图1所示。P(：机l气相色潜仪II{8程序：玎拧温圳裟晰臀板口㈧图1程序升温实验装置2015年2月Feb．。2015

5、张文玉，等复合阻化剂抑制褐煤氧化自燃的实验研究1331．2．2指标气体检测及阻化率实验度为2．79％，而复合阻化煤样均在6080℃之间称取待测煤样80g放人管式炉中部，检查系才开始氧化释放出CO，且CO浓度一直较低。因统的气密l生，以80mL／min的流速通入干空气，以此，可以认为复合阻化剂能很好地抑制褐煤的氧1~C／rain的速率升温，从2Oo【=升温至170℃。从化反应，即对实验煤样具有较好的阻化效果。50℃开始每10℃取样一次，通过气相色谱仪分析所采气样，绘制阻化特性曲线并计算阻化率。目前，通常用阻化率作为阻化效果的表征指标_3]

6、，其定义有以下两种方式：定义①：煤样在100oC情况下，将阻化处理蹙前后放出的CO量的差值，与未经阻化处理时释矮放出的CO量之比称为阻化率⋯。0r。定义②：在实验室特定条件下，通常将原煤样和阻化煤样产生的CO体积浓度之差与原煤样产生的CO体积浓度的百分比定义为阻化率。E=学×100％1234567式中：一阻化剂对煤氧化的阻化率，％；．s。一原煤样释放出CO浓度的总和，即图2原煤及I瑕化煤样氧化过程中CO浓度变化规律l112223原煤样阻化曲线面积的积分，％·min；2．2阻化率结果分析S厂阻化煤样释放出CO浓度的总和，根据计算式对阻化率

7、的定义和CO浓度变化即阻化煤样的阻化曲线面积的积分，l231231分析，计算正交复配阻化煤样前期阻化率E和后％-mino期阻化率。正交实验方案及其结果如表2所示。综合文章所选阻化剂的阻化性能，根据定义表2正交实验方案及实验结果12323l3②计算煤样在100℃时的阻化率作为复合阻化试验号主阻化剂空列副阻化剂副阻化剂El剂的前期阻化率E，将100—170℃计算的阻化率ABC／％1233122作为后期阻化率。2实验结果分析∞如2．1CO指标气体实验结果分析弘∞加煤在空气中会发生氧化反应，主要是由于煤分子中的活性官能团被氧化而生成CO。随程序

8、升温实验的进行，煤体温度升高，煤氧复合反应生成的CO浓度也越高。因此可以认为，CO浓度随温度变化曲线越低，说明煤氧复合更难进行，即阻化效果越好。注：主阻化剂数字1、2,3分别代表质量数为12g、20g、28