煤炭为什么会自燃
煤是一种重要燃料。煤堆中的煤与空气接触,会发生氧化反应,并放出热量。煤发生氧化反应后,使煤堆的温度升高。煤的温度升高后,又加速了煤的氧化反应速度。这样,就使煤堆的温度越来越高。当温度超过煤的自燃点时,就会自燃。
煤的自燃是通风不好热量积累,外层煤的热量能够得到散发,所以煤的自燃都是从内开始,逐渐向外扩展。
煤具有自燃的性质,特别是那些低品位的烟煤,当从环境中吸收的热量大于释放到环境中的热量时自燃现象就会发生。影响自燃主要有以下几方面的因素:
1.水份:水份的含量及变化是影响煤自发热最主要的因素,当水蒸发时从外界吸收大量的热,冷凝时就将这些热传给煤粉,理论上讲,含水量增加1%将使煤温上升17℃。因此不能用水来冷却已经产生自发热的煤堆,这是因为冷却水很难将全部的煤浸透而只是让部份温度上升而已。
2.通风率:理论上在松散的煤堆中不流通的空气完全反应的话将使其温度上升2℃,实际上当高速流通的空气在提供煤以氧气的同时也会带走大量的热,而低速则恰好相反,尽管也提供相当数量的氧气但却不能带走其自发产生的热量。操作上长期置放的煤粉一定要压紧,清除周围的杂草勿使草根造成煤堆松质化,使空气容易进入,温度容易提高。
3.颗粒细度:与自发热成反比的关系,颗粒越小其表面积越大,与空气的接触越充分,更容易产生自热。但出于堆置上的考量,使煤堆不致于容易坍塌,一般会将其细度控制在一定范围。
4.挥发份:按挥发份可以将煤分为烟煤、褐煤、无烟煤,其热值递增,自发热可能性降低。而且由于煤粉飞灰都搀在生料中使用(G生料配料必须考虑到这一点),因此根据不同的燃煤要求不同配比的生料,烧成操作上也作调整。
5.温度:最重要的操作参数,跟据实验室检定,80℃以下温升其反应率反而下降,80℃其活性随温度上升而上升。
煤炭自燃是一个复杂的过程,受着多种因素的影响,但煤炭自燃必须具备以下条件:
(1)煤有自燃倾向性,且以破碎状态存在;(2)有连续的供氧条件;(3)有积聚氧化热的环境;(4)上述三个条件持续足够的时间。煤大体上由有机物和无机物组成,主要可燃元素是碳(约占65%~95%),其次是氢(约占1%~2%),并含少量氧(约占3%~5%,有时高达25%)、硫(约占10%),上述元素一起构成可燃化合物,称为煤的可燃质。除此之外,煤中还含有一些不可燃的矿物质灰分(5%~15%,也有高达50%)和水分(一般在2%~20%之间变化),这些物质称为煤的惰性质。
煤被空气中的氧气氧化是煤自燃的根本原因。煤中的碳、氢等元素在常温下就会发生反应,生成可燃物co、ch4及其他烷烃物质。煤的氧化又是放热反应,如果热量不能及时散发掉,将使煤的堆积温度升高,反过来又加速煤的氧化,放出更多的可燃质和热量。当热量聚集,温度上升到一定值时,即会引起可燃物质燃烧而自燃。
提示:
关于煤炭自燃的原因,有多种学说解释,普遍认可的是煤氧复合作用学说,其主要观点是:煤在常温下吸收空气中的氧气,产生低温氧化,释放热量和初级氧化产物,由于散热不良,热量积聚,温度上升,加速了低温氧化作用进程,最终导致自然发火。 煤炭自燃必须同时具备以下条件:(1)煤炭具有自燃的倾向性,并呈破碎状态堆积存在
关于煤炭自燃的原因,有多种学说解释,普遍认可的是煤氧复合作用学说,其主要观点是:煤在常温下吸收空气中的氧气,产生低温氧化,释放热量和初级氧化产物,由于散热不良,热量积聚,温度上升,加速了低温氧化作用进程,最终导致自然发火。
煤炭自燃必须同时具备以下条件:
(1)煤炭具有自燃的倾向性,并呈破碎状态堆积存在。
(2)连续的通风供氧维持煤的氧化过程不断地发展。
(3)煤氧化生成的热量能大量蓄积,难以及时散失。
(4)以上两三个条件同时存在且时间大于煤炭的自然发火期。
媒的变质程度:整体而言,煤的自燃倾向性随变质程度的增高而降低。煤的分子结构:随煤化程度的增高,煤中的含氧官能团减少,孔隙度减小,分子结构变的紧密。煤岩成分:含丝煤越多,自燃倾向性越强,相反,含暗煤越多,越不易自燃。
1、煤的变质程度:整体而言,煤的自燃倾向性随变质程度的增高而降低。
2、煤的分子结构:随煤化程度的增高,煤中的含氧官能团减少,孔隙度减小,分子结构变的紧密。
3、煤岩成分:含丝煤越多,自燃倾向性越强,相反,含暗煤越多,越不易自燃。
4、煤中的水分:水分在燃烧时变成蒸汽要吸热,因而降低了煤的发热量。
5、煤的含硫量:同牌号的煤中,含硫矿物越多,越易自燃。
6、煤层瓦斯含量:煤中的瓦斯具有较好的阻化作用,能在一定程度上抑制自燃。
7、地质因素:煤矿埋藏深度、厚度及倾角,地质构造及顶板性质等。
一、受煤炭本身所含黄铁矿(又称硫化铁矿)的影响。煤炭中往往夹杂着黄铁矿和其他硫化物,它们与氧结合能够迅速发生化学反应,放出热量,促进煤炭的氧化过程,同时还会使煤炭膨胀、分裂,扩大煤炭的氧化范围。
二、水分和湿度的影响,含水分多的煤炭,因空隙被水分填塞,给热量积聚提供了条件,所以当空气干燥、温度小时,其中的水分容易蒸发,煤炭便不易自燃,空气温度大时,煤炭中的水分,这样便容易造成煤炭的自燃。
三、粒度大小和煤化程度的影响,粒度大的煤炭如块煤,与空气接触面小,易通风散热。自燃可能性就小;粒度小的煤粉,与空气接触面大,易氧化,又不易散热,自燃的可能性就大;煤化程度深的煤炭,含碳量高,挥发物和含水量低,结构紧密,不易氧化和自燃;煤化程度浅的,含碳量低,挥发物和含水量高,结构松散,就易氧化和自燃。煤炭自燃前有许多征兆,常见的有:煤堆冒汽和“出汗”。
四、煤炭堆上在清晨时可以看到有潮湿点;闻到煤油、汽油或松节油的气味或恶臭气味,人员产生头痛等轻度中毒征兆,特别是当煤堆附近热气逼人时,那煤炭内部已可能开始自燃了。为了防止煤堆自燃,可采取下列措施:加强通风。