离子液体对不粘煤煤粉自燃特性的影响

作者：马砺^*; 何铖茂; 魏泽; 魏高明; 王洋

来源：工程科学学报, 2022, 44(12): 2008-2016.

DOI：10.13374/j.issn2095-9389.2021.05.18.003

• 煤粉
• 自燃
• 离子液体
• 临界自燃温度
• 着火延迟时间
• 活性官能团

为了研究煤粉储运过程中堆积煤粉在漏风环境下氧化升温导致其氧化自燃特征，揭示[BMIM][BF4]离子液体抑制煤粉氧化阻燃反应机制.本文选用高效阻化剂[BMIM][BF4]离子液体对红柳煤矿(HL)不粘煤煤粉进行阻化处理，通过煤粉恒温氧化实验测定5%、10%、15%质量分数的[BMIM][BF4]处理煤粉的自燃临界参数，即煤粉临界自燃温度Tm和着火延迟时间ti，分析[BMIM][BF4]对煤粉加热、自热反应的影响；测试同一高温环境下(各煤粉均被点燃)[BMIM][BF4]对煤粉的宏观阻化特性；通过FT-IR实验表征[BMIM][BF4]对煤粉的微观阻化特征，验证煤粉自燃临界参数变化规律.结果表明：[BMIM][BF4]能够抑制煤粉自热反应并提高煤粉Tm和ti值，降低煤粉自燃危险性，且其质量分数越大，煤粉自燃临界参数越大，其中15%质量分数的[BMIM][BF4]处理煤粉的Tm为156℃，较原煤粉冗余度提高+26℃，ti为80 min，较原煤粉着火延迟32 min.在同一环境温度Ta下(Ta>Tm),[BMIM][BF4]处理煤粉的中心点温度、耗氧速率、CO产生量均小于原煤粉，且[BMIM][BF4]的阻化效果随质量分数的增大而增大.[BMIM][BF4]的阻化作用体现在强电负性氟原子与煤中羟基氢原子形成较强的氢键，溶解破坏煤中羟基基团，阻断煤氧链式反应.

• 单位
  西安科技大学