The relationship between the specific surface area of coal determined by nitrogen and carbon dioxide sorption and the susceptibility of coal to spontaneous combustion

• Autorzy: Cygankiewicz J. , Dudzińska A. , Żyła M.

Warianty tytułu

PL

Związek między wartościami powierzchni właściwej wyznaczonej metodą sorpcji azotu i ditlenku węgla a skłonnością węgli kamiennych do samozapalenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The results of a study regarding sorption of nitrogen and carbon dioxide on 18 samples of bituminous coal are discussed in this paper. Correlation was found between specific surface area of coal, detennined from sorption of nitrogen and carbon dioxide and the susceptibility of coal to spontaneous combustion determined according to the Polish Standard PN-93/G-04558. Basing on the specific surface area criterion, a new classification of bituminous coals was proposed, dividing them into four groups depending on their spontaneous combustion susceptibility detennined on the basis of their specific surface area obtained from carbon dioxide sorption.

PL

Węgle kamienne mają złożoną i wciąż nie w pełni poznaną budowę chemiczną, co wynika z obecności w ich strukturze składu węglowodorów zarówno aromatycznych, alifatycznych, nasyconych i nienasyconych. Skład tych węglowodorów zmienia się wraz ze zmianą stopnia metamorfizmu węgli kamiennych. Zmianom ulegają również ilości polarnych centrów zarówno elektronodonorowych (E.D.) jak również elektronoakceptorowych (E.A.) co niewątpliwie ma wpływ na reakcję substancji organicznej z cząsteczkami atmosferycznego tlenu prowadzącą do samozapłonu. Bardzo ważnym elementem badanego układu jest porowatość węgla kamiennego zapewniająca dostęp tlenu do układu chłonnego obejmującego mikro i submikropory. Ilości dopływającego gazu do mikroporów zależne są również od wielkości promienia i krętości kanałów transportowych, którymi na ogół są drobne szczeliny i makropory. W pracy przedstawiono wyniki badań sorpcji ditlenku węgla i azotu na 18-stu próbkach węgli kamiennych pobranych z polskich kopalń o różnej zawartości pierwiastka węgla i części lotnych. Wykazano związek występujący pomiędzy wartościami powierzchni właściwej wyznaczonej z sorpcji CO2 i Nz a skłonnością węgli kamiennych do samozapalenia klasyfikowanej wg aktualnie obowiązującej normy PN-93/G-04558. W oparciu o wyznaczone z sorpcji ditlenku węgla wartości powierzchni właściwej Autorzy zaproponowali inny podział węgli obejmujący cztery grupy określające skłonność węgla do samozapalenia, oparty na wartościach powierzchni wyznaczonej z sorpcji COz w temp. 298K. Jest to temperatura, w której węgiel kamienny zachowuje swe pierwotne własności.

Słowa kluczowe

EN

bituminous coal; spantaneous combustion; diffusion of gases; specific surface area; porosity

PL

węgiel kamienny; samozapalność; dyfuzja gazu; powierzchnia właściwa

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 51, no 2
• Strony: 151--161
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., tab.

Twórcy

autor

Cygankiewicz J.

autor

Dudzińska A.

autor

Żyła M.

• Główny Instytut Górnictwa, Pl. Gwarków 1,40-166 Katowice, Poland

Bibliografia

• Banerjee, S.C., 1985. Spontaneous combustion of coal and mine fires, A.A. Balkema, Rotterdam.
• Banerjee, S.C., Banerjee, B.D., Chankravorty, R.N., 1970. Rate studies of aerial oxidation of coal at low temperature (30-170°C), Fuel 49, no. 3, p. 324-331.
• Ceglarska-Stefańska, G. Czapliński, A., Fudalej, P.,Hołda, S., 1975. Polimeryczny model węgla kamiennego w świetle wysokociśnieniowych badań sorpcyjnych i dylatometrycznych. Archiwum Gónictwa, 20, 299.
• Cygankiewicz, J., 2000. Badanie skłonności polskich węgli do samozapalenia metodą testu adiabatycznego, International Congress Mine Ventilation and Safety Engineerin, VSB - Technical University Ostrava (October).
• Feng, K.K., Chakravorty, R.R., Cochrane, T.S., 1973. Spontaneous combustion-a coal mining hazard, C/M Bulletin, October, p. 75-82.
• Glasstone, S., Lewis, D., 1960. Elements of physical chemistry, D. Van Nortrand Company, Inc. Princeton.
• Guney, M., Hodges, D.J., 1969. Spontaneous heating of coal, part 1, Colliery Gluardian, February, p. 105-109.
• Guney, M., Hodges, D.J., 1969. Spontaneous heating of coal, part 2, colliery Guardian, March, p. 173-177.
• Kim, A.G., 1977. Laboratory studies on spontaneous heating of coal - a summary of information in the literature. U.S. Bureau of Mines, J.C. 8756.
• Kuchta, J.M., Rowe, V.R., Burgess, D.S., 1979. Spontaneous combustion susceptibility of U.S. coals, Bureau of Mines, RI 8474.
• Milewska-Duda, J., 1987. Polimeric model of coal in the light of sorptive investigations, Fuel, 66, 1570.
• Qian, G.Y., 1987. Research on the use of spectrum technique for determining the liability of coal to spontaneous combustion fushun coal reserch institute of technology, P.R. China (in chinese).
• Ren, T.X., Richards, M.J., 1994. A computerised system for the study of the spontaneous combustion of coal, The Mining Engineer, November, p. 121-127.
• Shonhardt, J.A., 1984. Calorimeter design and the assessment of self heating in coal, The Coal Journal, November, p. 79-85.
• Singh, R.N., Demirbilek, S., 1987. Statistical appraisal of intrinsic factors affecting spontaneous combustion of coal, Mining Science and Technology, Vol. 4, April, p. 155-165.