發(fā)布時間：2021-04-05 07:36

　　為分析惰性介質(zhì)對煤塵升溫燃燒的影響,有效預(yù)防煤塵自燃,利用微機差熱天平和氣相色譜儀監(jiān)測樣品質(zhì)量變化以及升溫過程中一氧化碳和二氧化碳的釋放量,對比分析惰性介質(zhì):水、磷酸二氫銨、碳酸鈣對煤塵燃燒的抑制性能,考察單一惰性介質(zhì)、不同配比的磷酸二氫銨和碳酸鈣、不同粒徑的磷酸二氫銨對煤塵升溫燃燒的抑制效果。研究結(jié)果表明:碳酸鈣和磷酸二氫銨混合物作為惰性介質(zhì),其抑制效果優(yōu)于水和碳酸鈣,但弱于磷酸二氫銨,瞬間爆炸與緩慢氧化過程中惰性介質(zhì)的效果并不完全相同,混合物對煤塵燃燒無協(xié)同抑制作用。隨著磷酸二氫銨粒徑的減小,抑制性能增強。 

【文章來源】：煤礦安全. 2020,51(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

單一惰性介質(zhì)與煤塵混合物的TG-DTG曲線

實驗對煤塵熱解產(chǎn)生的氣體進(jìn)行了氣相色譜分析，對煤塵升溫?zé)峤膺^程中質(zhì)量波動進(jìn)行驗證。碳元素是使煤發(fā)熱的主要元素，而碳含量是計算煤炭的二氧化碳排放的基礎(chǔ)，因而可以用煤熱解時釋放的二氧化碳和一氧化碳判斷煤的熱解程度[12-13]。煤塵加熱升溫過程中，惰性介質(zhì)和煤塵混合物熱解，一氧化碳和二氧化碳隨升溫?zé)峤庾兓?guī)律如圖2。由圖2(a）可以發(fā)現(xiàn)，500℃時水與煤塵混合物產(chǎn)生的一氧化碳最多，這是由于升溫前期，燃燒物得到充分濕潤，阻止了揮發(fā)性可燃性氣體的進(jìn)一步產(chǎn)生，水分蒸發(fā)不僅吸收了大量的熱，水的“板結(jié)作用”還影響了煤塵對氧氣的吸附，由于水對煤塵燃燒階段抑制性能較弱，產(chǎn)生了大量的一氧化碳，因而二氧化碳產(chǎn)生量少于碳酸鈣作為惰性介質(zhì)的煤樣。氣體變化規(guī)律與圖1相互對應(yīng)，呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，但由于煤塵燃燒后期，碳酸鈣分解產(chǎn)生二氧化碳，因而在圖2(b）中碳酸鈣與煤塵混合物產(chǎn)生的氣體有一個回升的過程�？傮w來看，3種惰性介質(zhì)中，磷酸二氫銨對煤塵的抑制性能最好，這是由于物理和化學(xué)惰化效果共同造成的。磷酸二氫銨在不同溫度下會有多個分解反應(yīng)，吸收熱量較多，抑制煤塵放熱，分解伴隨著煤熱解的整個過程[14]。

通過前人研究，磷酸二氫銨與碳酸鈣對煤塵爆炸具有協(xié)同抑制作用[6]，為了考察兩者混合物對燃燒的抑制是否仍具此效應(yīng)，以及不同配比的碳酸鈣和磷酸二氫銨混合物對煤塵燃燒的抑制情況，配置了3種質(zhì)量均為30 mg的混合物進(jìn)行升溫燃燒試驗，其中煤塵的質(zhì)量為15 mg，碳酸鈣、磷酸二氫銨按照1∶1、1∶2以及2∶1進(jìn)行混合，不同配比惰性介質(zhì)與煤塵混合物TG-DTG曲線如圖3。從圖3(b）可以看出，不同配比惰性介質(zhì)煤樣的失重最大峰對應(yīng)溫度比單一惰性介質(zhì)煤樣水和碳酸鈣稍微靠后，均位于530℃附近，但低于磷酸二氫銨單獨作為惰性介質(zhì)時所對應(yīng)溫度。300～600℃煤時，混合物失重的速率有明顯區(qū)別，并且當(dāng)磷酸二氫銨含量高于碳酸鈣時，失重速率減小，DTG曲線向右偏移，抑制效果增強，這是由于磷酸二氫銨吸熱分解時可以在煤顆粒表面形成一種膜狀結(jié)構(gòu)，能夠阻止熱輻射,也能更好的抑制氧氣與煤塵接觸，發(fā)揮固相抑制作用[15-16]。隨著磷酸二氫銨含量的減少，混合粉塵質(zhì)量減少速率明顯加快，抑制性能下降，此結(jié)果表明與煤塵爆炸相比，煤塵燃燒時磷酸二氫銨與碳酸鈣混合無協(xié)同抑制效應(yīng)。

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本文編號：3119418