基于程序升温的不同粒径煤氧化活化能试验研究

邓军^1,2，张宇轩^1,2，赵婧昱^1,2,3，宋佳佳^1,2，张嬿妮^1,2

1. 西安科技大学安全科学与工程学院2. 陕西省煤火灾害防治重点实验室3. 新疆大学生态学博士后流动站

摘 要：为了研究粒径对煤氧化反应活化能的影响,利用煤自燃程序升温试验装置,研究了不同粒径煤样在低温氧化阶段的耗氧速率以及气体产物与温度对应关系,分析了气体产物与耗氧速率随温度的变化规律,得到不同粒径煤样的临界温度点,并使用该温度点将低温氧化阶段划分为2个阶段,并对不同阶段开展了动力学分析。建立了耗氧速率与煤体温度之间的阿伦尼乌斯公式并对其进行对数处理得到活化能方程,分析该方程的线性回归直线斜率并计算出煤样低温氧化表观活化能。研究结果表明:粒径对表观活化能的影响较大,且基本遵循粒径越大,活化能越大的规律。粒径为5～7 mm的煤样在临界温度前的活化能是最大的,证明相较于其他粒径,该粒径的煤样在低温阶段不易自燃。通过混样活化能的对比可以看出,2-2中煤层比3-1煤层自燃倾向性低。

关键词：活化能;低温氧化;耗氧速率;煤自燃倾向性;