义马煤低温氧化特性：升温率与自由基浓度分析

"该文利用煤绝热氧化模拟系统对义马长焰煤的低温氧化升温过程进行了研究，探讨了其动力学参数和自由基浓度的特性。在氧化升温过程中，义马煤的动力学参数表现出分段变化，尤其是在102℃之后，活化能和指前因子未继续增加。通过电子自旋共振测谱仪(ESR)测量，发现自由基浓度随着温度的升高先缓慢增加，然后迅速增加，到120℃后开始下降，同样呈现分段性。这两个变化趋势之间存在一定的对应关系。" 在煤炭领域，煤的氧化是一个重要的过程，特别是在储运和开采过程中，煤的氧化可能导致热量积累，甚至引发火灾。这篇行业研究深入分析了煤低温氧化升温的特性和自由基浓度的影响。采用自研的绝热氧化实验系统，研究人员模拟了义马长焰煤的氧化过程，并对其升温速率进行了详细观察。 实验结果显示，义马煤的氧化过程可以明显分为多个阶段，动力学参数的变化并非线性，而是经历了两次突变。活化能是反应速率对温度敏感度的度量，而指前因子则反映了分子间发生有效碰撞的概率。在102℃之后，这两项参数并未如预期般继续增加，这可能表明在这一温度区间内，氧化反应的机理发生了改变，导致反应速率的控制因素发生了转换。 同时，通过电子自旋共振技术，研究人员监测了煤中自由基的浓度变化。自由基在煤氧化中起着关键作用，它们是反应的中间体，参与化学键的断裂和形成。数据显示，自由基浓度起初随温度上升而缓慢增加，这可能是因为低温下氧化反应较为温和，自由基生成速度较慢。然而，当温度超过120℃后，自由基浓度开始下降，这可能是因为高温下自由基更容易与其他分子结合，导致其浓度降低，同时也可能是反应速率加快，自由基被更有效地消耗掉。 对比动力学参数和自由基浓度的变化，研究者发现两者之间存在一定的对应关系。这暗示了在不同的氧化阶段，动力学参数的变化可能是由自由基浓度的动态平衡状态所驱动的。这一发现对于理解煤氧化过程的内在机制，以及预测和控制煤自燃风险具有重要意义。 总结来说，这篇研究揭示了义马长焰煤在低温氧化过程中的复杂性，包括动力学参数的非线性变化和自由基浓度的分段性特征。这些发现不仅丰富了我们对煤氧化过程的理解，也为优化煤炭存储和运输的安全措施提供了理论支持。此外，研究方法和实验结果也可能对其他易氧化物质的研究提供参考。