煤自燃如何解决
防止煤自燃现象的主要途径是隔绝空气、水份与煤碳的接触,防止温度或水份过度积聚,并采取测温、喷水等预防措施。
同时学习和了解煤自燃的原因,如下:
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。
将煤粉碎,增大煤与氧气的接触面积,或鼓入空气,增加氧气的浓度,都可以使煤充分燃烧.燃料成分燃烧可以释放更多的热量,节约资源,减少有毒气体污染空气等.
故答案为:将煤粉碎,或鼓入空气;释放更多的热量,节约资源.
1.洗选处理除去或减少原煤中所含的灰分、矸石、硫等杂质。1991年我国原煤洗选仅18.1%,洗选效率为85%;而发达国家原煤已全部洗选,洗选效率95%以上。
煤炭洗选是利用煤和杂质(矸石)的物理、化学性质的差异,通过物理、化学或微生物分选的方法使煤和杂质有效分离,并加工成质量均匀、用途不同的煤炭产品的一种加工技术。按选煤方法的不同,可分为物理选煤、物理化学选煤、化学选煤及微生物选煤等。
物理选煤是根据煤炭和杂质物理性质(如粒度、密度、硬度、磁性及电性等)上的差异进行分选,主要的物理分选方法有:(1)重力选煤,包括淘汰选煤、重介质选煤、斜槽选煤、摇床选煤、风力选煤等。(2)电磁选,利用煤和杂质的电磁性能差异进行分选,这种方法在选煤实际生产中没有应用。
物理化学选煤—浮游选煤(简称浮选),是依据矿物表面物理化学性质的差别进行分选。目前使用的浮选设备很多,主要包括机械搅拌式浮选和无机械搅拌式浮选两种。
煤炭自动洗选系统化学选煤是借助化学反应使煤中有用成分富集,除去杂质和有害成分的工艺过程。目前在实验室常用化学的方法脱硫。根据常用的化学药剂种类和反应原理的不同,可分为碱处理、氧化法和溶剂萃取等。
微生物选煤是用某些自养性和异养性微生物,直接或间接地利用其代谢产物从煤中溶浸硫,达到脱硫的目的。
物理选煤和物理化学选煤技术是实际选煤生产中常用的技术,一般可有效脱除煤中无机硫(黄铁矿硫),化学选煤和微生物选煤还可脱除煤中的有机硫。目前工业化生产中常用的选煤方法为淘汰、重介、浮选等选煤方法,此外干法选煤近几年发展也很快。
洗选精煤随着科技的进步及时代的发展,处于攻关或业已投入生产的某些特殊洗选工艺也将得到进一步的发展并替代传统工艺。
2.型煤加工
用机械方法将粉煤和低品位煤制成有一定形状和粒度的煤制品。高硫煤成型时可加入适量的固硫剂,大大减少二氧化硫的排放。
型煤是以粉煤为主要原料,按具体用途所要求的配比、机械强度和形状大小,经机械加工压制成型的,具有一定强度和尺寸及形状各异的煤成品。常见的有煤球、煤砖、煤棒、蜂窝煤等。型煤分工业用和民用两大类。工业型煤有化工用型煤,用于化肥造气、蒸汽机车用型煤、冶金用型煤(又称为型焦)。
民用型煤,又称为生活用煤,用于炊事和取暖,以蜂窝煤为主。
型煤生产工艺有无黏结剂成型、有黏结剂成型、热压成型3种。成型机械有冲压式成型机、对辊成型机、螺旋挤压机和蜂窝煤机等。型煤包括很多的种类,型煤可以把煤粉、煤面、煤泥,分别压成球形或者其他形状,也可以把煤粉和煤泥混合压成球形和其他形状,用于锅炉的燃烧和造气。
3.水煤浆
水煤浆热值相当于燃料油的1/2,可代替燃料油用于锅炉、电站、工业炉和窑炉,用于代替煤炭燃用,具有燃烧效益高、负荷调整便利、减少环境污染、改善劳动条件和节省用煤等优点。桂林钢厂以水煤浆代煤粉燃烧,折合标准煤约为90千克/吨材,节煤33%,烟尘排放由732降至240毫克/立方米致癌的氮氧化物含量由280.8毫克/立方米降至44毫克/立方米,使环境和劳动条件得到明显改善。此外,由于燃烧水煤浆工艺性能好,使钢材的烧损率由1.8%下降至1.5%,企业获得较好的经济效益。所以水煤浆技术不仅可用于代油,用于代煤也有节能和环保效益。
我国煤炭资源分布集中在“三西”,即山西、陕西及内蒙古西部。目前有63%的煤炭要从“三西”调出,我国长期存在北煤南运、西煤东调的格局。煤炭的管道运输投资少、建设周期短、营运费低、为全密闭输送,不污染环境。水煤浆经管道输送到终端即可供用户燃用,而且可长期密闭储存,避免了传统煤炭存储造成的污染。
煤气化作为洁净煤技术的重要组成部分,具有龙头地位。它将廉价的煤炭转化成为清洁煤气,既可用于生产化工产品,如合成氨、甲醇、二甲醚等,还可用于煤的直接与间接液化、联合循环发电(IGCC)和以煤气化为基础的多联产等领域。
迄今为止,世界上已经商业化的IGCC大型电站,均采用气流床技术,最具有代表性的是以干煤粉为原料的Shell气化技术和以水煤浆为原料的Texaco气化技术。Shell气化技术即将被引进中国建于洞庭,显现其碳转化率高、冷煤气效率高的优势。相比之下,水煤浆气化技术在中国引进得早,实践时间长,研究开发工作也做得更深入。
经过10多年的实践探索,中国在水煤浆气化技术方面,积累了丰富的操作、运行、管理与制造经验,气化技术日趋成熟与完善。经过长期科技攻关,在水煤浆气化领域,形成完整的气化理论体系,研究开发出拥有自主知识产权,达到国际领先水平的水煤浆气化技术。
煤暴露在空气中的自氧化热达到点火温度是一种自然现象。煤炭自燃必须具备三个条件:可燃碎煤、充足的氧气和适宜蓄热升温的环境。煤的自然性往往用自然倾向性来表示,自燃倾向性是煤的自然属性,取决于煤在常温下的氧化能力,是煤自燃的基本条件。煤炭自燃可分为三个阶段:潜伏期、自热期和燃烧期。潜伏期:这个阶段是煤与空气接触的初始阶段。与氧气相互作用过程微弱,本身没有明显的升温现象,周围环境也没有升温迹象。通常这一阶段持续时间较长,因煤种不同而不同。
自热期:在此期间,温度上升明显,上升速度逐渐加快。随着煤的吸氧能力自动加速,热量进一步积累。煤明显温升的特征值一般认为在60-80度之间,但随煤种不同而不同。在此期间,煤的氧化速率迅速加快,温度明显上升,温度在临界温度以上,空气和周围环境的温度也逐渐上升。会有明显的烟和火以及特殊的火味。煤田火灾是待开发煤田的一大灾害,不仅会浪费大量煤炭资源,而且会提高火灾附近的地温,向大气中释放大量有毒有害气体,污染环境,使地面开裂塌陷,造成地表植被死亡,从而影响煤田的正常发展和人民的正常生活。中国煤田火区已达700平方公里,其中活跃火区近20平方公里,每年燃烧数千万吨煤,成为世界上煤田火区最严重的国家。特别是在中国新疆,煤田火灾历史悠久。经考证,绝大多数熄灭的古煤田火灾发生在80万年前的更新后期。中国唐代有煤田火灾的记载。
直接灭火法、间接灭火法和综合灭火法。中国新疆采取注水、灌浆、挖火源、覆沙等综合灭火措施,先后扑灭了大南湖、艾维尔沟、铁厂沟、七台北山火、阜康白洋河等火区。宁夏汝箕沟煤田火区通过封堵火头防止火势蔓延、封堵地面塌陷和裂缝、填充和覆盖老化或缩小火区等控制措施得到控制。大量的水和沉淀物被搅拌成薄薄的泥浆,倒入火口,应该能扑灭。原因一。水可以灭火;原因二。水是无常的,只要够,就能进入所有毛孔;原因三。水中的泥浆可以隔绝空气,窒息起火点,填充空间,使火不会重新点燃。其实很简单。请求军方介入。使用地面穿透导弹加燃料空气炸药。先测试燃烧煤层的深度和光度,制造出深度相当的特种探地导弹的钻孔深度,打到下面的燃油空气炸药,逐渐减火,火大的地方,燃油空气炸药打到的地方,抽出氧气。火小了,就好处理了。
把植物变成煤,然后在煤田里钻几口井抽走甲烷,然后你就看煤层会不会自己熄灭,这是个笑话。毕竟煤层含氧少,燃烧是因为有源源不断的甲烷,补充煤田下绝对有天然气。关于贺兰山煤层自燃,是否可以在燃点周围围堰筑坝,然后从水源丰富的地方延伸一条大口径引水管道到围堰,通过洪水灭火,这种方法可取吗?不能熄灭的可以作为地热开发利用。有了这样现成的能源,烧水就不需要电了。这个利用难度还是要部分利用的。地下几千米的热岩可以开发,水下几千米的可燃冰可以开发。这煤火表面上应该没问题,就看有没有意向了。最深的约500米,浅的780米。表面温度不是很高。在破裂的当地平均时间可以看到烟雾和气体。众所周知,20世纪50年代和60年代曾尝试过几种灭火方法,但都没有效果。十几年前尝试过水泥砂浆喷射法,效果也不大。
宁夏的贺兰山区是我国著名的煤矿,煤矿的储量高达15亿吨,被国人亲切地称为中国煤库,但是让人遗憾的是这里的煤矿自燃也相当严重,已经燃烧掉了3.4亿吨。
其中有不少是低磷低硫,高发热量的优质煤矿,每年的经济损失高达10亿人民币,这个损失真是让人触目惊心,心疼不已。
尤其是在贺兰山石嘴山市的汝箕沟矿区,煤层的燃烧已经持续300多年,28平方公里的矿区内大大小小共出现了25个明火区,地下着火范围每年以10米以上的速度向周边煤层扩散。用现在的俏皮话说,这真的是在烧钱呢。
那么我们眼睁睁地看着我们的大好煤矿被自然,为什么不采用泼水的方式把这里的明火给熄灭呢?使用浇水的方式将煤炭的自然浇灭,这是一种极端错误而且又不经济的行为。
地下矿井以及岩石的缝隙里有许多有毒气体,比如一氧化碳,硫化氢等等,在这些只能在化学课上听到的。
有毒气体里有不少还是可以燃烧的,而且在贺兰山煤矿里不少煤矿石,都是随着温度的升高,产生一氧化碳等可燃性气体的速度就越快。
地下煤火的温度极高,如果我们用水浇的话,非但不可能浇灭明火,反而会形成大量的水蒸气,而学过化学的我们都知道,碳和水蒸气在高温下会发生反应,从而产生氢气以及一氧化碳。
整个反应的过程会使得气体的体积急剧膨胀,而矿井和煤层缝隙中的空间并不大,而且整个环境相对闭塞。
所以一时来,整个空间内的气压就会变大。而且在明火的条件下,氢气一氧化碳还有他们的好朋友氧气,这三个气体混在一起,会发生剧烈的化学反应,在地下通道内引起爆炸,导致塌方等恶劣事故的发生。
所以由此可见,我们绝对不能用浇水的方式来帮贺兰山的煤矿熄火, 这种方法非但不能制止煤炭自燃,反而是火上浇油。
那么地下煤火该怎么扑灭呢?我们国家的主流做法就是采用重型机械对燃烧区域进行网格化钻孔施工。
在燃烧的煤层和地面之间打开一条通道,然后向煤层中灌入海量的泥浆,这些泥浆可以说是派大用场的,首先我们在这些泥浆上再加上一层黄土,彻底将煤层和空气隔绝。
这些泥浆是流动态的,它能够完美的填充那些煤层之间的缝隙,没有空气这个媒介自然烧不起来。同样他还有一个冷却的作用。
别看这个方案比较简单一点,但是实施起来难度很大,成本也很高,而且地下煤火很容易反弹。
所以如何控制好地下煤火,真的是一道世界级难题,目前并没有太好的解决方案。
应该调整空气和煤的比例.所以首先你的煤一定要用无烟煤或者质量好的块煤,至于产生的黑烟则需要一套除尘设备,进行净化除尘.