煤炭学报

作者：王婕, 张玉龙, 王俊峰, 吴玉国, 周春山, 张振乾,

关键词：无机盐类阻化剂, 自由基捕获剂, 复合阻化剂, 煤自燃, 自由基反应,

从隔氧降温和终止自由基链式反应角度出发，将无机盐类阻化剂氯化镁和氯化钙与自由基捕获剂N,N-二苄基羟胺(DBHA)和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)结合形成一种持续高效抑制煤自燃的复合阻化剂。以易自燃长焰煤为研究对象，采用阻化性能测定实验、活性官能团以及热分析表征实验研究复合阻化剂的阻化性能;以煤自燃过程中CO释放、煤中活性官能团的转化以及煤体质量的变化规律3者之间的关联性为基础，结合氧化反应热动力学特性，探讨复合阻化剂的阻化机理。实验结果表明:复合阻化剂对煤自燃过程起到协同抑制作用，具有物理化学双重阻化效果。与原煤相比，经复合阻化剂处理煤样，CO释放量在128 ℃时减少88.7%，在初始失重阶段和吸氧增重阶段抑制率均在80%以上，100 ℃时抑制率达到82.5%。复合阻化剂通过降低煤中羟基、甲基和亚甲基以及含羰基类活性组分的含量发挥阻化作用，其中芳香酮类化合物相对含量下降明显。添加复合阻化剂的煤体氧气吸附过程变短，吸附量减少，并且随着煤自燃进程发展活化能呈现出增加的趋势，特别在吸氧增重阶段活化能增加53.2%。在初始失重阶段，无机盐的保水作用对煤自燃起到物理隔氧和降温作用;在吸氧增重阶段，自由基捕获剂与煤中含氧活性自由基进行共价键重组，从而起到化学阻化效果。DBHA会释放出游离的H+，并提供未共用电子的氮、氧原子，从而形成多个吸收位点，可以同时对氧自由基和碳自由基等进行捕获;BHT与游离的含氧官能团发生反应，生成稳定的化合物，使得酮类、醌类和醛类化合物的生成途径被打断，阻断煤的自由基链式反应，从化学反应途径抑制煤自燃过程。

来源：2020年第12期

《煤炭学报》期刊编辑部

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