热重-FTIR法分析不粘煤氧化特性参数

针对不粘煤粉生产过程的氧化自燃灾害,采用TG分析实验研究煤粉在空气条件下的氧化参数与动力学特征.利用FTIR-850红外光谱仪对煤样做红外光谱图分析,研究不同氧化温度下煤化学结构的官能团变化.结果表明:TG/DTG曲线上存在7个特征温度点,特征温度与升温速率呈正相关.将煤粉氧化过程分为失水失重(T1~T2)、吸氧增重(T2~T4)、热解(T4~T5)与燃烧(T5~T7)4个阶段;红外光谱图不同氧化温度下谱峰的位置类似,但强度有较大差异,这表明不同氧化温度煤样所含官能团的数量有一定的区别.用两种等转化率法(F-WO模型和V-W模型)计算了氧化过程的活化能介于66.2~92.9 kJ/mol之间;采用C-R法计算了煤粉氧化过程中4个阶段的活化能和指前因子,确定了机理函数,得出煤粉在T1~T2阶段、T2~T4阶段、T4~T5阶段、T5~T7阶段分别属于二维扩散反应、三维扩散2级反应、随机成核3级反应、三维扩散2级反应.