氧浓度对煤氧化特性影响的热重实验分析

"氧气浓度与煤氧化特征关系的热重实验研究" 本文主要探讨了氧气浓度对煤氧化特性的影响，通过热重实验(TG实验)分析了来自朔州兴陶矿和长治常村矿的两个煤样在不同氧气环境下的反应特征。热重实验是一种表征物质在加热过程中质量变化的技术，对于理解煤的氧化过程具有重要意义。 在实验中，研究人员以10K/min的升温速率对煤样进行测试，观察了在5%、10%、15%、17%、21%及30%的氧气浓度下煤样的着火点变化。结果显示，随着氧气浓度的增加，煤样的着火点逐渐降低。这一发现揭示了氧气浓度对煤氧化起始温度的直接影响，即在更高的氧气环境下，煤更容易点燃。 进一步，研究人员运用Coats-Redfen积分公式来计算从着火点温度到燃烧结束温度区间内的活化能。活化能是化学反应过程中克服能量障碍所需的最小能量，它反映了反应的难易程度。实验数据表明，随着氧气浓度的增加，活化能呈现增大的趋势。这表明在高氧环境中，煤发生氧化反应的活化能增大，但兴陶矿煤样的活化能低于常村矿煤样，意味着兴陶矿的煤在相同条件下更容易自燃。 此外，实验还观察到，同一煤样的TG曲线（热重曲线）随氧气浓度增加而向左侧移动，这表明在一定范围内提高氧气浓度会缩短煤氧化的反应时间，使得煤更容易自燃。这一现象对于预防煤矿自燃有重要的实践意义，因为了解煤氧化的动态过程可以帮助制定有效的防灾策略。 关键词：热重分析(TG)、TG曲线、氧气浓度、活化能、煤自燃 该研究的结论对煤炭存储、运输以及煤矿安全生产具有指导价值，可以为防止煤自燃提供科学依据，并为煤炭工业的安全管理提供技术支持。通过深入理解氧气浓度如何影响煤的氧化特性，可以优化矿井通风系统设计，有效控制矿内氧气水平，从而降低煤自燃的风险。同时，这也为开发新的防灭火技术提供了理论基础。