高压纯氧环境下褐煤自燃特性研究

"纯氧气氛下褐煤高压自燃规律的研究" 本文主要探讨了在纯氧气氛下，褐煤在不同压力下的自燃规律及其动力学特性。为了开发深部褐煤地下气化的一种非接触式加压氧化点火工艺，研究者进行了加压热重实验。实验结果显示，随着压力的增加，褐煤的自燃特性发生了显著变化。 首先，当压力从常压提升至2.0MPa时，褐煤的失重点T1（即开始明显重量损失的温度）从230.3℃升高到241.4℃，这表明褐煤在较高压力下更早地开始氧化反应。相反，着火点T2（煤开始燃烧的温度）则从360.5℃下降到315.4℃，这说明在高压环境下，褐煤更容易点燃。同时，最大失重速率点T3（氧化反应速率最快的温度）从413.0℃下降到373.1℃，表明压力增加降低了褐煤达到最大氧化速率所需的温度。 进一步的动力学分析显示，随着压力的增大，褐煤的表观活化能E从36.652kJ/mol降低到13.766kJ/mol，而指前因子A从0.03479s^-1下降到0.00079s^-1。这两个参数的变化趋势表明，压力增加降低了引发褐煤自燃的活化能门槛，并减缓了反应速率。然而，尽管反应速率因子A下降，但由于活化能的大幅降低，整体上煤的自燃倾向增强。 这些发现对于理解褐煤在深部地下气化过程中的行为至关重要，因为它们揭示了压力对煤自燃特性的影响。在高压环境下，褐煤更容易发生自燃，这对于安全操作和控制地下气化过程具有重要意义。同时，这些数据也为设计有效的防灭火策略提供了理论依据，特别是在考虑采用非接触式加压氧化点火技术时，必须考虑到这种压力诱导的自燃风险。 此外，这项研究还为其他相关领域的研究提供了基础，如煤层气的开采、煤矿安全以及环境保护等。通过深入研究褐煤在特定条件下的自燃特性，可以优化煤炭资源的利用，减少潜在的环境和安全问题。该研究为褐煤地下气化的工艺优化和安全管理提供了重要的科学依据。