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  • 1 # 使用者2180107962444

    關於煤的自燃問題,長期以來,一般都認為煤中黃鐵礦的存在是自燃的原因,由於黃鐵礦氧化成為三氧化二鐵及三氧化硫時能放出熱量,在有水分參加的情況下,可以形成硫酸,它是很強的氧化劑,更加速煤的氧化,促進煤的自燃。

    需要指出,有的含有黃鐵礦的煤,雖然經過長斯放置,並不一定發生燃,而不含或少含黃鐵礦的煤也有自燃現象。因此,煤的自燃並非完全因含有黃鐵礦而引起。其主要原因是由於吸收了空氣中的氧氣,使煤的組成物質氧化產生熱量,再被水溼潤,就放出更多的溼潤熱,也會加速煤的自燃。此外,煤的自燃還與煤本身的性質有關。如煤的品級;煤的顯微組分、水分、礦物質、節理和裂隙;煤層埋藏深度和煤層厚度;開採方法和通風方式等。煤的自燃從本質上來說是煤的氧化過程。

    1.2 煤自燃的不同階段

    (1)水吸附階段。與其他階段不同,這個階段只是個物理過程,煤與氧不會發生反應,煤吸附水雖不是煤自燃的根本原因,但他對煤自熱,特別是低品級的煤自熱有重要影響。當水被煤吸附時會放出大量熱,即潤溼熱。所以,多數情況下該階段對煤的自燃都起著關鍵作用。

    (2)化學吸附階段。煤自燃過程首先在這個階段發生化學反應。該階段的反應溫度為環境溫度至70℃。這伸過程中煤吸附氧氣會產生過氧化物,因而叫做化學吸附階段。化學吸附階段煤重略有增加,併產生氣體,其中的CO可作為標準氣體,透過監測CO濃度可對煤的自燃進行早期預報,化學吸附階段需要少量水參加反應。根據煤的品級和型別不同,化學吸附的放熱量在5.04~6.72J/g之間變化。若煤溫達到70℃時會分解,煤重隨之在幅度下降,甚至比原始煤重還要輕。煤中水汾的蒸發可帶走一些熱量,該過程產熱量晨16.8~75.6J/g間變化。若煤氧化進行到這個階段,想使其不自燃是非常困難的。

    (3)煤氧複合物生成階段。該階段生成一種穩定的化合物,即煤氧複合物。其反應溫度範圍為150~230℃。產生的熱量25.2~003.4J/g。這個階段煤重又有所增加,煤氧化進行到這個階段必然發生自燃。

    (4)燃燒初始階段。這是煤氧複合物生成階段到煤快速燃燒階段的過渡時期,煤溫達230℃時,煤氧化可進行到個階段。此時煤的反應熱為42~243.6J/g。這些熱量使煤迅速上升促進了煤的快速燃燒。

    (5)快速燃燒階段。這是煤自熱的最後階段,它描述了煤的實際燃燒過程。依氧氣供應充足與否,這個階段可能發生乾餾、不完全燃燒或安全燃燒。如果燃燒充分,其反應熱等於煤的發熱值

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