浅析二氧化碳对自燃性能研究

2018-07-09周方忠

装饰装修天地 2018年16期

周方忠

摘要：众所周知，二氧化碳对自燃可以起到抑制的作用，文中针对这一点，设计了一些试验，试验中我们设计了一些不同的条件，在这些条件下对比煤所消耗的速度，与一氧化碳的产生速度，从而得出二氧化碳在对待煤氧化的问题上，所做出的反应，并且产生了不同的影响。在煤的样本中，我们分别通入一些气体来观察其性能，我们可以发现二氧化碳和空气混合之后，能大大增强了样本煤的活化性能，也就是说在有二氧化碳的情况下，煤不容易产生自燃现象。

关键词：二氧化碳；自燃；煤；活化性能；研究

1 总述

近些年来，我国的煤矿业得到很快的、很好的发展，产量与产能，都在逐步提高，一些向厚煤层开采的方法也使用得越来越频繁。这样一来，开采区煤自燃的发生率也就越来越高了。根据资料显示，我国煤矿有超过半数的矿井有自燃的隐患，而一旦发生自燃，所造成的损失，也是用亿来计算的。煤产生自燃现象，主要是两个原因：一是煤本身所具有的特性，煤的特性之一就是自燃；第二个就是受到外部环境的影响：温度、湿度等，都会影响煤的自燃速度。我们在实际工作中，也发现，如果在开采区的空气中注入二氧化碳或是氮气，就会降低空气中氧气的浓度，煤的自燃速度自然也下降了。众所周知，二氧化碳对自燃可以起到抑制的作用，文中针对这一点，设计了一些试验，试验中我们设计了一些不同的条件，在这些条件下对比煤所消耗的速度，与一氧化碳的产生速度，从而得出二氧化碳在对待煤氧化的问题上，所做出的反应，并且产生了不同的影响。接下来，我们会针对这些，来做些试验。

2 试验系统

我们在试验中采用的系统，是我们自行研制的，一个名为煤自燃程序升温氧化系统。这个系统包括三大方面：一是供气系统；二是程序升温试验箱；三是气样采集分析系统。下面我们分别来简单介绍一下。

2.1 供气系统

供气系统是由一系列的小系统组成的，比如：稳流阀、减压阀、气体预热系统等等。我们在试验中所需要的气体流量不超过100mL/min，但最小也不能少于10mL/min。有时一些外部混入的气体会对我们的试验造成影响，因此我们对气体在进行试验时，就采用铜管对它进行加热，这样一来，气体的温度与样本的温度就会达到一致。

2.2 程序升温试验箱

程序升温试验箱，主要还是用来对样本进行升温。把样本升温到我们试验所需要的设定温度，并保持温度的均匀。

2.3 气样采集分析系统

通过供气系统，把所需要的气体输送到样本中，等待气体与样本发生反应后，由排气系统排出，这时就会使用气样采集分析系统，来进行分析。

3 二氧化碳和氮气对煤自燃影响的程序升温静态试验

3.1 煤样的制取

通过往常制造煤的方法，制成40-80左右的煤样本，把样本放入玻璃瓶中，与空气隔离。

3.2 试验步骤

（1）试样填装。把之前制作的煤样本，取其中的200g装入罐中，将温度探头深入样本的中部。同时，在样本的上方加盖一层石棉网，样本瓶子的瓶盖加装密封片。相同的方法，再加装一瓶样本。

（2）接入气路系统。把样本煤的瓶中注入空气与二氧化碳的混合气体。

（3）设定温度。根据要求，把升温控制器的温度调整为20-110℃，升温速率为0.3 ℃ /min。

（4）打开程序升温试验箱开关。根据要求，机器设置每当温度达到50、70、90、110℃时，升温暂时停止，并从样本瓶中抽取少量气体，并进行测定，得到各参数。

3.3 试验结果

（1）每当温度达到50、70、90、110℃时，升温暂时停止30秒，我们可以看到，样本煤瓶中注入二氧化碳气体时，氧气的消耗速度比较慢，产生一氧化碳的速度也比较慢。

（2）每當温度达到50、70、90、110℃时，升温暂时停止1分钟，我们可以看到，样本煤瓶中注入二氧化碳气体时，氧气的消耗速度比较慢，产生一氧化碳的速度也比较慢，而且比停留30秒时，更慢，也就是说二氧化碳的防灭火效果是比较好的。

4 结论

我们可以看到，二氧化碳对自燃可以起到抑制的作用。试验中我们设计了一些不同的条件，在这些条件下对比煤所消耗的速度，与一氧化碳的产生速度，从而得出二氧化碳在对待煤氧化的问题上，所做出的反应，并且产生了不同的影响。在煤的样本中，我们分别通入一些气体来观察其性能，我们可以发现二氧化碳和空气混合之后，能大大增强了样本煤的活化性能，也就是说在有二氧化碳的情况下，煤不容易产生自燃现象。

参考文献：

[1] 鲍庆国.煤自燃理论及防治技术[M].煤炭工业出版社，2012.

[2] 煤矿瓦斯治理与利用总体方案[M].中华人民共和国国家发展和改革委员，2016.

[3] 李林.自然活化机理及自燃过程实验研究[M].重庆大学，2013.

[4] 李士戎.二氧化碳抑制煤炭氧化自燃性能的实验研究[D].西安科技大学，2017.