为掌握弱还原性烟煤在自然环境中的低温氧化规律,预防高温深井煤炭自燃,采用自制的固定床反应器对哈密煤样(HM)和灵武煤样(LW)进行不同载气流量的氧吸附试验,并对其动力学参数进行了拟合计算。研究结果表明,与载气中氧体积分数为25%相比,氧体积分数为15%时,LW和HM煤样氧吸附量明显增大,当温度达到160℃,2种煤样固定床出口氧体积分数分别为7.71%和6.41%。对于HM煤样,随着温度逐渐升高至100℃,煤样中氧吸附量逐渐增大,但此时载气中氧体积分数对煤样中氧含量变化影响较小。与原煤相比,脱灰煤样以及干燥温度较高的煤样比表面积较大,由于HM煤样比表面积大于LW煤样,吸附氧的活性位大于LW煤样,进而导致HM煤样在固定床出口处氧体积分数小于LW煤样。此外,当载气流量降低时,煤样中氧吸附量较大。HM和HM-D脱灰煤样在载气流量为40 m L/min时活化能最小,此时自燃倾向性最大;当载气流量为80 m L/min时,LW和LW-D脱灰煤样活化能最小,且LW-D煤样活化能大于LW煤样。
为研究炼焦尾煤与松枝共热解特性及气相产物产率分布规律,采用热分析仪和实验室小型固定床反应器对炼焦尾煤和松枝进行了共热解试验。结果表明:松枝的热失重过程相对于尾煤更为剧烈,当热解温度为900℃时,松枝和尾煤失重率分别为74.33%和13.25%,二者在最大热解失重速率温度区间有部分重叠,炼焦尾煤与松枝共热解有发生协同作用的可能。松枝单独热解时CO、CH_4、CO_2的产率要高于尾煤单独热解时的产率,但松枝热解H_2产率低于尾煤。尾煤热解气相产物总气量中,H_2产率比松枝高8.89%,而松枝热解气相产物中CO、CH_4和CO_2产率要比尾煤分别高出13.93%、4.10%和18.16%。添加不同比例的松枝,H_2产率理论计算值的变化趋势与试验值相同,但试验值略高于理论计算值;在低温时CH_4产率理论计算值高于试验值,而随着热解温度的升高,CH_4产率试验值则高于理论计算值。当松枝添加质量分数为40%时,热解气相产物热值最高,达到9 203.54 k J/kg。
