產(chǎn)品品牌：

天翔

產(chǎn)品型號(hào)：

kzdl-80000

類型：

自動(dòng)量熱儀

基礎(chǔ)知識(shí)

　　由于煤的自燃需要一定的條件才能實(shí)現(xiàn)，這就是一定高的溫度和空氣（氧氣）。所以將煤隔絕空氣，或通過某種方法使煤堆內(nèi)部的溫度達(dá)不到燃點(diǎn)來達(dá)到阻止煤的自燃均是可行的方法。關(guān)于阻燃技術(shù)和阻燃劑的開發(fā)與應(yīng)用已取得了一定的成就，方法也比較多，如黃泥灌漿、噴灑灌注阻燃劑和向易自燃空間注入惰性氣體（CO2、N2）等方法。在此，結(jié)合煤的自燃機(jī)理對(duì)幾種阻燃機(jī)理進(jìn)行分析。

　　一、黃泥灌漿

　　黃泥灌漿就其阻燃機(jī)理來說，主要是隔絕空氣，阻止煤炭氧化和吸熱升溫，抑制氧化的發(fā)展。具體來說，就是針對(duì)煤吸附氧氣發(fā)生自由基反應(yīng)這一特點(diǎn)，將具有一定粘度、且覆蓋和包裹能力強(qiáng)的泥漿灌注在煤堆中，隔絕煤表面自由基團(tuán)與氧氣的直接接觸，破壞活性基團(tuán)對(duì)氧氣的吸附，從而阻止或大大延緩煤表面的活性基團(tuán)與氧的吸附與反應(yīng)，因此也就減少了吸附熱和反應(yīng)熱的產(chǎn)生，使煤溫的升溫終止或升溫速率大大減緩。同時(shí)，黃泥漿還能增加煤堆的充填密度，減少漏風(fēng)供氧，從而降低反應(yīng)速率和產(chǎn)熱量。另外，黃泥漿液的吸熱降溫，可以中斷或減緩自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的循環(huán)進(jìn)行。

　　根據(jù)阿累尼烏斯公式，化學(xué)反應(yīng)速率K與溫度T呈下列關(guān)系：

　　K=K0exp(-Ea/RT) (1-5-6)

　　式中，K0為指前因子，又稱頻率因子，單位與K相同；Ea為活化能，J/mol; R為氣體常數(shù)，8.314J/mol.k; T為反應(yīng)溫度，K。

　　從上式可見，當(dāng)溫度下降時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率迅速減少。

　　因此，黃泥漿可迅速降低每體表面的自身循環(huán)自由基氧化反應(yīng)，較好地起到阻止每氧化的目的，從而控制煤的自燃。一般在黃泥漿中摻入5%左右的阻燃劑溶液會(huì)取得更好的阻燃效果。

　　另外，由于同樣的原理，粉每灰、廢頁巖、爐渣等灌漿也被認(rèn)為是防滅火的有效方法。這些方法的廣泛應(yīng)用，是因?yàn)檫@些原料來源豐富、便宜。

　　二、惰性氣體

　　惰性氣體阻止煤的自然氧化機(jī)理很簡單，就是充淡煤堆放窨的氧氣濃度，當(dāng)氧氣濃度下降到一定程度（一般小于7%）時(shí)，煤體表面的循環(huán)氧化自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就會(huì)終止，從而起到阻止煤炭自燃的目的。

　　三、阻燃劑

　　阻燃劑是提高可燃性物質(zhì)難燃性的一種助劑。阻燃劑大多是元素周期表中的第V、VП和Ш族元素的化合物。如V族的氮、磷、砷、銻和鉍的化合物；第VП的氯和溴化合物以及第Ш族的硼、鋁的化合物。此外硅、鎂和鉬的化合物也可作阻燃劑使用。其中常用的和重要的是磷、氯、溴、銻和鋁的化合物，很多有效的阻燃劑配方都含有這些元素。

　　阻燃劑在煤炭方面的防滅技術(shù)自20世紀(jì)70年代以來已經(jīng)在我國開始應(yīng)用，取得了較大發(fā)展，特別是近年來，出現(xiàn)了一些新型高效阻燃劑和凝膠改性阻燃劑。常見的有MGCL2、CACL2、水玻璃凝膠防老劑及其無機(jī)鹽復(fù)合物作為阻燃劑，均對(duì)煤的自燃起到有效的阻燃作用。

　　對(duì)于阻燃劑的阻燃機(jī)理，人們研究的很多，根據(jù)阻燃劑的種類和作用方式，主要有：吸水鹽類的液膜隔氧學(xué)說；提高反應(yīng)物之間活化能的副催化學(xué)說；封煤間裂隙、減少漏風(fēng)及副催化作用相結(jié)合的凝膠阻燃學(xué)說等。

　　（一）無機(jī)鹵化物

　　從煤的自身循環(huán)氧化自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過程來說，噴灑灌注阻燃劑后，阻燃劑的液膜隔氧降溫作用不公隔斷了煤表面活性自由基團(tuán)與氧氣的直接接觸，破壞了活性自由基團(tuán)對(duì)氧氣的吸附氧化反應(yīng)，而且降溫的作用可以中斷或減緩自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的連續(xù)不斷的循環(huán)進(jìn)行。

　　阻燃劑阻止煤的自由基循環(huán)氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的主要的作用是：阻燃劑作為一種化學(xué)成分加入到煤的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過程中，反應(yīng)生成一些穩(wěn)定的鏈環(huán)，同時(shí)提高煤的表面活性自由基團(tuán)與氧氣之間進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的活化能，使煤表面活性自由基團(tuán)與氧氣的反應(yīng)放慢或受到抑制。以吸水性鹽類（如MGCL2）作阻燃劑為例，其機(jī)理可用下列反應(yīng)式表示：

　　ROO?MGCL2+H2O→ROCL+MG(OH)2+HCL

　　ROO?+HCL→ROCL+OH?

　　由于MGCL2中的氯原子與過氧化物自由基發(fā)生了上述反應(yīng)，變成了穩(wěn)定的鏈環(huán)，增加了煤分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高了煤與氧化合的活化能，從而破壞了過氧化物自由基的進(jìn)一步反應(yīng)，降低了煤在低溫下的氧化活性，起到了阻止煤的自燃。

　?。ǘ┓览蟿?/p>

　　楊運(yùn)良利用橡膠防老劑（抗氧劑）為煤氧化的阻燃劑取得了較好的效果。這類防老劑是仲芳胺類化合物，它們含有反應(yīng)性的-NH-基團(tuán)，能與聚合物爭奪氧化反應(yīng)中形成的過氧自由基，通過氫原子的轉(zhuǎn)移，形成RCOOH和一個(gè)穩(wěn)定的防老劑自由基>N?（孤電子與芳香環(huán)形成P-∏共軛體系），該自由基又具有捕捉活性自由基的能力，使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中斷。以HX表示防老劑分子，其阻燃機(jī)理為：

　　HX+ROO?→ROOH+X?

　　HX+R?→RH+X?

　　ROO?+X?→ROOX

　　X?+X?→X2

　　研究還表明，在實(shí)際應(yīng)用中防老劑和無機(jī)鹽（MGCL2、CACL2）組成的復(fù)合阻燃劑的阻燃效果比單獨(dú)使用防老劑，或單獨(dú)MGCL2、CACL2要好，這可能是MGCL2、CACL2有優(yōu)良的吸溫保水的性能。

　?。ㄈ┯袡C(jī)型高聚物與表面活性劑

　　有機(jī)型阻燃劑具有高效、易分散等特點(diǎn)。有日本的KLN-20型阻燃劑，馬驚生等人開發(fā)的BGO阻燃劑等。BGO有機(jī)型阻燃劑由高聚物加特殊的表面活性劑及少量助劑組成的水溶液復(fù)合阻燃劑。有效物含量為4.5~5.4%。

　　該復(fù)合阻燃劑中的表面活性劑，既含有親水基團(tuán)，又含有疏水基團(tuán)，一經(jīng)與煤接觸，疏水基團(tuán)吸附在疏水性煤的表面，而親水基團(tuán)排斥向外，使煤粒獲得親水性，促使煤粒與防自燃乳液得以很快浸潤且很快往煤層滲透。隨著阻燃劑中的水分的蒸發(fā)，高聚物分子使煤粒互相粘聚，后形成一定厚度、強(qiáng)度的固結(jié)層。在使用時(shí)，將阻燃劑噴灑到煤堆面，使煤粘聚成一固結(jié)層覆蓋在煤上，起來阻緩空氣中的氧氣進(jìn)入煤堆，達(dá)到防漢煤炭自燃的目的。

　　對(duì)含絲炭較高的易燃神木煤進(jìn)行了BGO阻燃劑的防自燃實(shí)驗(yàn)。由于煤炭自燃是由緩慢氧化到劇烈氧化的過程，選取能反映煤炭自燃發(fā)火傾向的氣體CO、CO2和短鏈烴為指標(biāo)氣體。在1400條件下，輥入4.5%BGO阻燃劑后，CO 的生成量為0.02%，而未加阻燃劑的煤CO生成量為0.2%?？梢娂尤朐撟枞紕┖?，CO的生成量下降了90%。CO2和短鏈烴的生成量與CO有相似的變化情況。可見，該阻燃劑的加入，使煤的自燃傾向減弱，抑制氧化的效果以低溫時(shí)更為明顯。
鶴壁天翔煤質(zhì)儀器有限公司：提供煤炭分析設(shè)備、煤質(zhì)化驗(yàn)設(shè)備、量熱儀、定硫儀。

www.hbtxyq.com