Структурные особенности углей и их склонность к самовозгоранию

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В работе представлены результаты оценки влияния особенностей структуры углей на их склонность к самовозгоранию. В качестве объектов исследования были использованы 15 проб каменных углей и антрацита разных месторождений Российской Федерации. На основании деконволюции рамановских спектров витринита углей выделен структурный показатель, характеризующий соотношение между аморфными и кристаллитными формами соединений углерода. Отмечено, что этот показатель существенно различается для углей, характеризующихся близкой стадией метаморфизма. Для исследованных углей определена активность центров разных типов, различающихся по скорости деактивации при взаимодействии с озоном. Активность центров первого типа (с более высокой скоростью деактивации при взаимодействии с озоном) увеличивается с ростом доли кристаллитного углерода в витрините углей, а активность центров второго типа (с низкой скоростью деактивации) в целом снижается. Оценены кинетические показатели горения углей (температура возгорания и энергия активации) по данным их термогравиметрического анализа в среде воздуха. Показано, что с увеличением доли аморфных соединений углерода в витрините углей происходит снижение как температуры возгорания, так и энергии активации горения углей, что в совокупности приводит к повышению риска их самовозгорания.

Об авторах

Е. Л. Коссович

Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Автор, ответственный за переписку.
Email: e.kossovich@misis.ru
119049 Москва, Россия

С. А. Эпштейн

Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Email: apshtein@yandex.ru
119049 Москва, Россия

Н. Н. Кондратьев

Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Email: kondratev.nurgun@gmail.com
119049 Москва, Россия

В. Г. Нестерова

Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Email: malako3@mail.ru
119049 Москва, Россия

Н. Н. Добрякова

Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС”

Email: w.dobryakova@gmail.com
119049 Москва, Россия

Список литературы

  1. Веселовский В.С., Алексеева Н.Д., Виноградова Л.П., Орлеанская Г.Л., Терпогосова Е.А. Самовозгорание промышленных материалов. М.: Наука, 1964. 246 с.
  2. Beamish B.B., Barakat M.A., George J.D.S. // Thermochimica Acta. 2000. V. 362. № 1–2. P. 79. https://doi.org/10.1016/S0040-6031(00)00588-8
  3. Qi X., Xin H., Wang D., Qi G. // Thermochimica Acta. 2013. V. 571. P. 21. https://doi.org/10.1016/j.tca.2013.08.008
  4. Beamish B.B., Barakat M.A., St. George J.D. // International Journal of Coal Geology. 2001. V. 45. № 2–3. P. 217. https://doi.org/10.1016/S0166-5162(00)00034-3
  5. Epshtein S.A., Gavrilova D.I., Kossovich E.L., Adamtsevich A.O. // Gornyi Zhurnal. 2016. № 7. P. 100. https://doi.org/10.17580/gzh.2016.07.22
  6. Smith M.A., Glasser D. // Fuel. 2005. V. 84. № 9. P. 1161. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2004.12.005
  7. Takarada T., Tamai Y., Tomita A. // Fuel. 1985. V. 64. № 10. P. 1438. https://doi.org/10.1016/0016-2361(85)90347-3
  8. Zhang Y., Wu J., Chang L., Wang J., Li Z. // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2013. V. 26. № 6. P. 1221. https://doi.org/10.1016/j.jlp.2013.05.008
  9. Phillips J., Xia B., Menéndez J.A. // Thermochimica Acta. 1998. V. 312. № 1–2. P. 87. https://doi.org/10.1016/S0040-6031(97)00442-5
  10. Методика оценки склонности шахтопластов угля к самовозгоранию (введена в действие Приказом Минтопэнерго России от 29.04.1998 № 151) // Госгортехнадзор России, 1997.
  11. Li B., Zhang H., Sheng C. // Clean Coal Technology and Sustainable Development – Proceedings of the 8th International Symposium on Coal Combustion, 2015. Singapore: Springer Singapore, 2016. № 212029. P. 553. https://doi.org/10.1007/978-981-10-2023-0_75
  12. Zhang Y., Wang J., Xue S., Wu Y., Li Z., Chang L. // Korean Journal of Chemical Engineering. 2016. V. 33. № 3. P. 862. https://doi.org/10.1007/s11814-015-0230-8
  13. Epshtein S.A., Kossovich E.L., Kaminskii V.A., Durov N.M., Dobryakova N.N. // Fuel. 2017. V. 199. P. 145. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.02.084
  14. Avila C., Wu T., Lester E. // Energy & Fuels. 2014. V. 28. № 3. P. 1765. https://doi.org/10.1021/ef402119f
  15. Chen G., Ma X., Lin M., Lin Y., Yu Z. // Journal of the Energy Institute. 2015. V. 88. № 3. P. 221. https://doi.org/10.1016/j.joei.2014.09.007
  16. Zhan J., Wang H., Zhu F., Song S. // International Journal of Clean Coal and Energy. 2014. V. 3. № 2. P. 19. https://doi.org/10.4236/ijcce.2014.32003
  17. Yi B., Zhang L., Huang F., Xia Z., Mao Z., Ding J., Zheng C. // Energy Conversion and Management. 2015. V. 103. P. 439. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.06.053
  18. Boron D.J., Taylor S.R. // Fuel. 1985. V. 64. № 2. P. 209. https://doi.org/10.1016/0016-2361(85)90218-2
  19. Sen R., Srivastava S.K., Singh M.M. // Indian Journal of Chemical Technology. 2009. V. 16. № 2. P. 103.
  20. Xuyao Q., Wang D., Milke J.A., Zhong X. // Mining Science and Technology (China). 2011. V. 21. № 2. P. 255. https://doi.org/10.1016/j.mstc.2011.02.024
  21. Zubíček V., Adamus A. // Fuel Processing Technology. 2013. V. 113. P. 63. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2013.03.031
  22. Humphreys D.R. A study of the propensity of Queensland coals to spontaneous combustion. 1979. 159 p.
  23. Arisoy A., Beamish B.B., Yoruk B. // Fuel. 2017. V. 210. P. 352. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.08.075
  24. Beamish B.B., Hamilton G.R. // International Journal of Coal Geology. 2005. V. 64. № 1–2. P. 133. https://doi.org/10.1016/j.coal.2005.03.011
  25. Обвинцева Л.А., Сухарева И.П., Эпштейн С.А., Добрякова Н.Н., Аветисов А.К. // ХТТ. 2017. № 3. P. 25. https://doi.org/10.7868/S0023117717030045
  26. Epshtein S.A., Gavrilova D., Kossovich E., Nesterova V., Nikitina I., Fedorov S. // AIMS Energy. 2019. V. 7. № 1. P. 20. https://doi.org/10.3934/energy.2019.1.20
  27. Patrakov Y., Fedyaeva O., Semenova S., Fedorova N., Gorbunova L. // Fuel. 2006. V. 85. № 9. P. 1264. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2005.11.005
  28. Kaminskii V., Kossovich E., Epshtein S.A., Obvintseva L., Nesterova V. // AIMS Energy. 2017. V. 5. № 6. P. 960. https://doi.org/10.3934/energy.2017.6.960.
  29. Epshtein S.A., Kossovich E.L., Dobryakova N.N., Obvintseva L.A. New approaches for coal oxidization propensity estimation // XVIII International Coal Preparation Congress. Springer, 2016. P. 483. https://doi.org/10.1007/978-3-319-40943-6_73
  30. Epshtein S.A., Shkuratnik V.L., Kossovich E.L., Agarkov K.V., Nesterova V.G., Gavrilova D.I. // Fuel. 2020. V. 267. P. 117191. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.117191
  31. Epshtein S.A., Krasilova V. Al., Dobryakova N.N., Hao J., Kossovich E.L. // Chemical Industry Today. 2023. № 1. P. 45. https://doi.org/10.53884/27132854_2023_1_45
  32. Epshtein S.A., Kossovich E.L., Minin M.G., Dobryakova N.N., Gavrilova D.I. // Mining informational and analytical bulletin. 2023. № 4. P. 107. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_4_0_107
  33. Kossovich E., Epshtein S.A., Krasilova V., Hao J., Minin M. // International Journal of Coal Science & Technology. 2023. V. 10. № 1. P. 20. https://doi.org/10.1007/s40789-023-00578-5
  34. Hirsch P.B. // Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 1954. V. 226. № 1165. P. 143. https://doi.org/10.1098/rspa.1954.0245
  35. Bodzek D., Marzec A. // Fuel. 1981. V. 60. № 1. P. 47. https://doi.org/10.1016/0016-2361(81)90030-2
  36. Inchaurrondo N.S., Font J. // Molecules. 2022. V. 27. № 7. P. 2151. https://doi.org/10.3390/MOLECULES27072151
  37. Фиалков А.С. Углеграфитовые материалы. Москва.: Энергия, 1979. 320 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025