褐煤自燃倾向与低温氧化机制研究

"该研究详细探讨了褐煤的自燃倾向及其低温氧化反应过程，通过实验确定了影响褐煤自燃的关键因素，并采用篮热法、热重分析和傅里叶红外光谱技术揭示了其内在机理。" 褐煤自燃倾向的测定和研究对于预防煤矿灾害具有重要意义。研究表明，褐煤自燃是一个复杂的低温氧化过程，这个过程往往在常温下缓慢进行，导致煤体温度逐渐升高，最终可能引发自燃。为了深入理解这一过程，科研人员搭建了一个煤自燃倾向测定实验台，利用篮热法来评估不同煤种的自燃倾向。这种方法可以帮助获取煤自燃的动力学参数，从而预测和控制自燃风险。 实验结果表明，褐煤的水分含量对其自燃时间有直接影响，但并不改变其最终的自燃倾向。这意味着即使水分含量改变，煤的自燃可能性仍然存在。关键在于煤的化学结构，尤其是烷基侧链基团和芳香烃的比例。烷基侧链在低温氧化过程中容易断裂，随后的氧化反应会释放热量，促进热量积累。因此，烷基侧链含量较高的褐煤，其氧化反应性强，更易于自燃。相反，芳香烃含量高则可以降低氧化反应活性，减缓自燃进程。 另一方面，煤样的比表面积决定了其对氧气的吸附能力，这也是影响自燃倾向的重要因素。比表面积越大，煤对氧气的吸附能力越强，低温氧化反应性相应提高，使得自燃更容易发生。因此，控制煤的表面状态和环境湿度，可以有效地防止褐煤自燃。 此外，热重分析（TGA）和傅里叶红外光谱（FTIR）技术在揭示褐煤低温氧化反应机理中发挥了关键作用。TGA可以监测煤在加热过程中质量的变化，揭示氧化反应的动力学特征；而FTIR则能检测煤分子在氧化过程中的结构变化，提供关于官能团变化的直接证据。 褐煤自燃倾向的研究不仅涉及煤的物理特性，如水分含量和比表面积，还涉及到其化学结构，特别是烷基侧链和芳香烃的比例。通过科学的方法和工具，我们可以更好地理解和预测褐煤的自燃行为，从而采取有效的预防措施，保障煤矿的安全运行。这些研究成果对煤炭行业的安全管理和技术研发具有重要的指导意义。