煤自燃活化能计算方法对比研究

"该研究通过对比分析了Coats-Redfern法、Flynn-Wall-Ozawa法、Kissinger法、Starink法和Fridman法在计算煤自燃活化能时的应用，旨在科学评估煤的自燃倾向性。这五种热分析方法在处理某矿区煤热分解反应数据后，得出的活化能分别为37.788、30.222、23.511、24.237和27.288 kJ/mol。Coats-Redfern法需要预先假设反应机理，而Flynn-Wall-Ozawa法则适用于E/RT≤13的条件，避免了反应机理函数差异导致的误差。Kissinger法仅适用于特定的反应机理，即f(a)=(1-a)^n。Starink法的精度相对更高。" 本文主要探讨了在煤炭自燃研究领域中，如何利用不同的热分析方法来准确计算煤的自燃活化能，这对于理解和预防煤炭自燃现象至关重要。活化能是衡量化学反应能否自发进行的关键参数，它反映了反应物质克服活化能屏障所需能量。在煤自燃过程中，活化能的大小直接影响煤的自燃倾向性，因此准确估算活化能对于煤的安全存储和运输具有重要意义。 1. Coats-Redfern法是一种基于Arrhenius方程的热分析方法，但它的局限性在于需要事先假设反应机理函数，这可能引入误差，尤其是当实际反应机制未知时。 2. Flynn-Wall-Ozawa法在处理热分析数据时，适用于E/RT≤13的情况，这种方法避免了对反应机理函数的假设，从而减少了误差，提高了计算的可靠性。 3. Kissinger法则适用于反应机理函数为f(a)=(1-a)^n的反应，这种方法简单，但其适用范围较窄，可能不适用于所有类型的煤自燃反应。 4. Starink法相较于Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法，具有更高的精度，能够提供更精确的活化能值，但可能需要更多的计算步骤。 5. Fridman法也常用于活化能的计算，但文中未详细讨论其具体应用和特点，通常它考虑了温度对反应速率的影响，适用于非单一反应机理的情况。 通过对这些方法的比较，研究者可以依据实际情况选择最适合的计算方法，以获取最接近真实的煤自燃活化能值。这不仅有助于煤的自燃倾向性的科学分类，也为制定有效的防自燃措施提供了理论支持。同时，这项研究强调了热重分析在煤自燃研究中的重要作用，它是一种有效的表征和预测煤自燃行为的实验技术。