文献类型：期刊文章

作　　者：王婕[1] 张玉龙[1,2] 王俊峰[1,2] 吴玉国[1,2] 周春山[1,2] 张振乾[1]

WANG Jie;ZHANG Yulong;WANG Junfeng;WU Yuguo;ZHOU Chunshan;ZHANG Zhenqian(School of Safety and Emergency Management Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China;Shanxi Engineering Research Center for Mine Ventilation and Fire Prevention,Taiyuan 030024,China)

机构地区：[1]太原理工大学安全与应急管理工程学院,山西太原030024 [2]山西省矿井通风与火灾防治工程技术研究中心,山西太原030024

出　　处：《煤炭学报》

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51704207);山西省优秀人才科技创新资助项目(201705D211004)。

年　　份：2020

卷　　号：45

期　　号：12

起止页码：4132-4143

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2017、CAS、CSCD、CSCD2019_2020、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：从隔氧降温和终止自由基链式反应角度出发,将无机盐类阻化剂氯化镁和氯化钙与自由基捕获剂N,N-二苄基羟胺(DBHA)和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)结合形成一种持续高效抑制煤自燃的复合阻化剂。以易自燃长焰煤为研究对象,采用阻化性能测定实验、活性官能团以及热分析表征实验研究复合阻化剂的阻化性能;以煤自燃过程中CO释放、煤中活性官能团的转化以及煤体质量的变化规律3者之间的关联性为基础,结合氧化反应热动力学特性,探讨复合阻化剂的阻化机理。实验结果表明:复合阻化剂对煤自燃过程起到协同抑制作用,具有物理化学双重阻化效果。与原煤相比,经复合阻化剂处理煤样,CO释放量在128℃时减少88.7%,在初始失重阶段和吸氧增重阶段抑制率均在80%以上,100℃时抑制率达到82.5%。复合阻化剂通过降低煤中羟基、甲基和亚甲基以及含羰基类活性组分的含量发挥阻化作用,其中芳香酮类化合物相对含量下降明显。添加复合阻化剂的煤体氧气吸附过程变短,吸附量减少,并且随着煤自燃进程发展活化能呈现出增加的趋势,特别在吸氧增重阶段活化能增加53.2%。在初始失重阶段,无机盐的保水作用对煤自燃起到物理隔氧和降温作用;在吸氧增重阶段,自由基捕获剂与煤中含氧活性自由基进行共价键重组,从而起到化学阻化效果。DBHA会释放出游离的H+,并提供未共用电子的氮、氧原子,从而形成多个吸收位点,可以同时对氧自由基和碳自由基等进行捕获;BHT与游离的含氧官能团发生反应,生成稳定的化合物,使得酮类、醌类和醛类化合物的生成途径被打断,阻断煤的自由基链式反应,从化学反应途径抑制煤自燃过程。

关 键 词：无机盐类阻化剂  自由基捕获剂  复合阻化剂  煤自燃 自由基反应

分 类 号：TD752.2]