Oxidarea cărbunelui apare atunci când este depozitată în aer și în condiții naturale - când este așezată în cusături și este asociată cu adăugarea de oxigen în cărbune.
Reacțiile de oxidare sunt exoterme, deci are loc prima încălzire, temperatura din centrele de puncte fierbinți pot ajunge la 80 - 100 ° C, iar apoi în absența echilibrului termic și combustia spontană a cărbunelui.
În contact cu aerul, cărbunele încep să se oxideze chiar și la o temperatură de 20-25 ° C. Oxidarea cărbunelui la temperaturi scăzute (până la 40 ° C) continuă relativ încet și se numește intemperii. Încălzirea cărbunelui în timpul depozitării este însoțită în principal de distrugerea pieselor sale, de creșterea numărului de fisuri în acestea și de scăderea rezistenței mecanice. O oxidare lentă se observă în straturile superioare ale zăcămintelor de cărbune.
Zonele de intemperii sunt obiecte care sunt favorabile dezvoltării ulterioare a procesului de oxidare. Aici, cărbunele sunt expuse diferitelor forțe distructive de natură fizică și chimică. Procesele oxidative care se dezvoltă sub acțiunea oxigenului gazos și, în special, a oxigenului, dizolvate în filmele de adsorbție a apei pe suprafața cărbunelui, au un efect puternic agresiv.
Intensitatea proceselor hidrolitice crește odată cu creșterea fazei de oxidare a cărbunelui datorită faptului că în cărbune în acest moment, grupurile care conțin oxigen care activează acest proces se acumulează.
Mecanismul de oxidare a cărbunelui este foarte complex și nu este în prezent explicat în mod exhaustiv. Din ipotezele existente de oxidare, ipoteza de adsorbție a formării și descompunerii complexului cărbune-oxigen, care este după cum urmează, a fost cea mai recunoscută.
Procesul primar de oxidare a cărbunelui este sorbția oxigenului de către acesta din urmă. Forme de oxizi absorbite forme de peroxid cu o masă organică de cărbune, care descompune și eliberează ușor oxigenul, capabil să interacționeze cu substanța cărbunelui. Apoi, reacțiile chimice de oxidare a masei organice a cărbunelui continuă, însoțite de eliberarea căldurii și autoîncălzirea cărbunelui. Odată cu creșterea temperaturii, peroxidul de oxigen, care reacționează cu masa organică a cărbunelui, distruge unitățile structurale elementare ale materiei de cărbune, cu procese similare cu distrugerea termică și arderea. Creșterea temperaturii, la rândul ei, promovează descompunerea peroxidului și activarea reacțiilor de oxidare. Ca o consecință, procesele dobândesc un caracter de lanț, iar în cele din urmă cărbunele se autoinfectează.
Aceasta implică faptul că cele mai sensibile la oxidare trebuie cărbunii care au dezvoltat suprafață internă, cu o cantitate crescută de macromolecule labile termic în catene laterale, adică. E. Malometamorfizovannye și cărbuni bruni.
Principalii factori care contribuie la oxidarea cărbunelui sunt compoziția lor granulometrică, porozitatea și fracturarea, umiditatea, impuritățile minerale, condițiile climatice.
Prezența în cărbune a unei cantități mari de particule, precum și porozitatea mare și fisurarea cărbunelui cresc capacitatea de sorbție.
Umiditatea joacă un rol important în procesul de oxidare a cărbunelui. Uleiul absorbant de cărbune sorbeste mult mai mult decât uscat. Deci, aceeași cărbune în condiții egale într-o stare uscată sorbs aproximativ 70% mai puțin oxigen decât cărbune, cu o umiditate de 7,5%. Oxigenul absorbit de cărbunele umede este consumat de oxidarea de suprafață inițială a cărbunelui. Ca urmare, dioxidul de carbon este eliberat, umplând porii în masa de cărbune, ocupată anterior de oxigen.
In evaporarea umezelii din cărbune masa exterioară are loc schimbul de gaze îmbunătățită cu aerul mediului și sărăcit în oxigen bogat în dioxid de carbon este îndepărtat din spațiul dintre particulele de carbon, iar locul său este luat de aer curat, bogat in oxigen [2]. Creșterea concentrației de oxigen accelerează procesul de oxidare a cărbunelui.
Efectul umezelii externe se manifestă și prin faptul că cărbunele umede după uscare sunt ușor zdrobite, ceea ce duce la o creștere a suprafeței lor de reacție. În condiții de iarnă, cărbunele umede sunt ușor înghețate. După decongelare, crește în volum, devine mai puțin dens și mai permeabil la agenții de oxidare.
Efectul impurităților minerale asupra procesului de oxidare a cărbunelui nu a fost studiat suficient, dar se știe că pirita de sulf poate fi un concentrator al focului de combustie spontană a cărbunelui.
condiții climatice nefavorabile: precipitații abundente, frecvente, schimbări bruște de temperatură, vânturi puternice contribuie, de asemenea, pentru a îmbunătăți schimbul de gaze, ceea ce conduce la o intensificare suplimentară a proceselor de oxidare, a accelera auto-încălzire a cărbunelui.
În legătură cu oxidarea cărbunelui și deteriorarea calității sau pierderea cărbunelui în timpul auto-aprinderii, depozitarea adecvată a cărbunelui are o importanță deosebită. Alegerea corectă a mărimilor stivei, ambalarea cărbunelui în stive, controlul temperaturii cărbunelui este necesară pentru a preveni încălzirea și arderea spontană.
În practica prelucrării și depozitării cărbunelui, se distinge o temperatură critică, după care se poate produce o tranziție rapidă de la autoîncălzirea la arderea spontană a cărbunelui. O astfel de temperatură critică pentru majoritatea cărbunilor bruni este de 40-60 o C, pentru cărbuni grași 60-70 o C, pentru cărbuni slabi și antracit 80 oC.
Dacă, în timpul depozitării cărbunelui în stivă, temperatura atinge critică, atunci stocarea ulterioară a unui astfel de teanc devine periculoasă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: