低濃度瓦斯著火溫度與火焰?zhèn)鞑ヌ匦缘膶?shí)驗(yàn)研究.pdf

1、瓦斯是煤礦開采過程中的伴生氣體，主要的可燃成分是甲烷，空氣中瓦斯的爆炸極限是5％~15%。煤礦安全規(guī)程規(guī)定：瓦斯的利用濃度必須高于30%，而低于30%的低濃度瓦斯氣體只能排放到空氣中。甲烷是溫室效應(yīng)氣體，甲烷的溫室效應(yīng)是CO2的21倍，所以低濃度瓦斯的排空不僅造成了資源的浪費(fèi)，也造成了環(huán)境的污染。若是將低濃度瓦斯用于發(fā)電，其經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益以及環(huán)境效益都是十分顯著的。為了將低濃度瓦斯直接應(yīng)用于煤粉鍋爐進(jìn)行發(fā)電，有必要對(duì)低濃度瓦斯和低濃

2、度瓦斯與煤粉的耦合體系的著火溫度以及火焰?zhèn)鞑ヌ匦赃M(jìn)行研究。
　　本文基于氣體燃燒理論，自行設(shè)計(jì)并搭建了著火溫度與火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊膶?shí)驗(yàn)系統(tǒng)，研究了甲烷濃度、氧氣濃度、初始溫度等因素對(duì)低濃度瓦斯著火溫度與火焰?zhèn)鞑ヌ匦缘挠绊懸?guī)律。在此基礎(chǔ)上，分析了煤粉濃度、煤粉粒徑、揮發(fā)分等因素對(duì)低濃度瓦斯與煤粉耦合后的著火溫度以及火焰?zhèn)鞑ヌ匦缘挠绊懸?guī)律。
　　研究結(jié)果表明：當(dāng)甲烷濃度增加時(shí)，低濃度瓦斯的著火溫度先降低后升高。在甲烷濃度為6%時(shí)，著

3、火溫度最低，為764℃；當(dāng)甲烷濃度低于6%時(shí)，氧氣濃度的增加會(huì)使混合氣體的著火溫度降低；當(dāng)甲烷濃度高于6%時(shí)，氧氣濃度的變化對(duì)混合氣體的著火溫度幾乎沒有影響。當(dāng)混合氣體的初始溫度從20℃預(yù)熱到180℃時(shí)，混合氣的著火溫度降低了10℃。空氣中，低濃度瓦斯的可燃極限為5.5%~15%；隨著甲烷濃度的增加，混合氣體的火焰?zhèn)鞑ニ俣认仍黾雍鬁p小，當(dāng)甲烷濃度為9.5%時(shí)，混合氣體的火焰?zhèn)鞑ニ俣茸畲螅艿莱隹谔幍乃俣瓤蛇_(dá)181m/s，且離點(diǎn)火端的距離

4、越遠(yuǎn)，火焰?zhèn)鞑ニ俣仍酱蟆?br>　　與低濃度瓦斯相比，低濃度瓦斯與煤粉耦合后的著火溫度降低，當(dāng)甲烷濃度增加時(shí)，耦合體系的著火溫度增加，若甲烷濃度不變，隨著煤粉濃度的增加，耦合體系的著火溫度先降低后上升，存在最佳煤粉濃度，使得耦合體系的著火溫度最低；隨著煤粉粒徑的減小，低濃度瓦斯與煤粉耦合體系的著火溫度降低；隨著煤粉揮發(fā)分的增加，低濃度瓦斯與煤粉耦合體系的著火溫度降低。與低濃度瓦斯相比，低濃度瓦斯與煤粉耦合體系的可燃上限和下限均有所降低，