1 Училище за химическо инженерство и технологии, Китайски минно-технологичен университет, 22116 Xuzhou, Китай

изследване

2 Училище по химия и инженеринг на околната среда, Университет за наука и технологии в Шандонг, 26659 Кингдао, Китай

Резюме

1. Въведение

Спонтанното изгаряне на въглища е нежелано явление при добива и съхранението на въглища. Почти всички страни за добив на въглища са обезпокоени от тази опасна дейност [1–3]. В големите страни производители на въглища, като Китай, САЩ, Индия и Индонезия, големи количества въглищни ресурси се унищожават всяка година поради спонтанно изгаряне на въглища [4]. Това причинява не само големи икономически загуби, но и редица проблеми, свързани с околната среда и безопасността. Освен това, самонагряването на въглищата [5, 6] влияе върху молекулярната му структура, елементния състав и други свойства.

Характеристиките на пиролизата на въглищата винаги са били във фокуса на изследванията. От микроскопичната гледна точка на реактивността на пиролизата на микроскопичните компоненти на литофация до изследването на различни малки експериментални стендови продукти за пиролиза са получени основните закони на битумната пиролиза [7–9]. С нарастващите изисквания за екологично смесване на въглищата, изследването на пиролизните характеристики на смесването на въглища също е поставено на дневен ред. Въпреки че основните изследвания на пиролизата с бавно нагряване са изправени пред известна противоречивост, свързана със значението на полуиндустриалните тестове или промишлените тестове, изследването на пиролизата на въглищата, смесени в инертна атмосфера, може да помогне да се разкрие правилото за валежите на летливите вещества и взаимодействието между въглищните смеси . Това може да помогне на изследователите да получат някои основни данни.

Разпределението на кислорода в купчината на въглищата обаче не е еднакво и зоната с високо съдържание на кислород първо се подлага на самозапалване. Когато горенето достигне определена температура, частта с ниско съдържание на кислород в купчината въглища се повлиява и температурата се повишава, причинявайки въглища да претърпят реакция на пиролиза, произвеждайки вредни газове и застрашавайки околната среда и безопасността на персонала.

Това проучване е насочено към специфичната реалност на минната зона на Ухай от гледна точка на качеството на въглищата. В това проучване се използва TG анализ, съчетан с FTIR спектроскопия, за да се загреят пробите от въглища с шест различни степени на коалификация от стайна температура до 1000 ° C при 20 ° C · min -1 при атмосфера на азот. Влиянието на степента на въглищата и температурата на пиролиза върху съдържанието на продукти от пиролиза на въглищата се анализира чрез кривата TG/DTG. Средата на инертния газ беше използвана за симулиране на аноксичната среда в купчината от въглища, а TG анализатор беше използван за провеждане на бавна пиролиза на смесените въглища в инертната атмосфера, така че да се изследва правилото за отделяне на газ в процеса на пиролиза. Освен това лъчевият фотоелектронен спектрометър е използван за анализ на закона за разпределение на газовите компоненти, еволюирали при различни температури.

2. Експериментално

2.1. Инструменти

Пробите от въглища, използвани в това проучване, са събрани от минния район Wuhai, Китай. Насипната проба от въглища се раздробява с помощта на челюстна дробилка и се смила в топка, за да се получат фракции със среден размер на частиците под 100 μm и след това се суши на въздух при 80 ° C в продължение на 4 h. Приблизителен анализ на суровите въглища е извършен съгласно GB/T 212, 213, 214 и 206 Standard. Резултатите от метода за изпитване са изброени в таблица 1. Влагата (

) и летливи вещества (

) на проби от въглища b и f са по-високи от тези на други видове въглища, които са изяснени като въглища от нисък ранг. Съдържанието на пепел (

) на проба от въглища c е най-висока, а калоричността е най-ниска, докато проба от въглища d има най-високия фиксиран въглерод (

) съдържание и най-ниското. В резултат, близкият анализ показва, че пробите от въглища b, c и f са въглища с високо съдържание на сяра; и пробите от въглища a, d и e са въглища със средна сяра. Освен това беше извършен краен анализ, за ​​да се покаже, че колкото по-високо е съдържанието на въглерод, толкова по-ниско е съдържанието на кислород и по-висока топлината.