coal oxidation; critical temperature; selfignition

Metody průtokové kalorimetrie, tepelné oxidace, inverzní plynové chromatografie a termogravimetrické analýzy byly využity k postihnutí teplotní dynamiky oxidace pěti vzorků černého uhlí plynným kyslíkem. Z vynesených průběhů arrheniovských závislostí (ln(rychlost oxidace) versus 1/teplota) byly zjištěny hodnoty kritické teploty samovznícení Tks, jakožto teplotní úrovně, kdy reakční rychlost zlomově vzrůstá a oxidační proces nabývá dynamičtější charakter. Jako kvantitativní ukazatelé teplotní dynamiky oxidační reakce sledovaných vzorků byly z průběhů arrheniovských závislostí vyčísleny i aktivační energie E, zjištěné hodnoty se pohybují v rozmezí 28 ? 57 kJ/mol. Byl proměřen vliv zrnitosti uhlí, vlhkosti uhlí a koncentrace kyslíku na hodnoty kritické teploty a aktivační energie. Na základě studia změn porézního systému a strukturních parametrů uhlí pak bylo zjištěno, že zlomový nárůst oxidační rychlosti při hodnotě Tks souvisí se změnou ?chemismu? oxidačního procesu při této teplotní úrovni.

Oxidation of five bituminous coals was investigated at the temperatures ranging from ambient to 160°C using flow air reactor, inverse gas chromatography, pulse flow calorimetry and thermogravimetric methods. Experimental data on oxidation rates and/or oxidation heats were displayed at the Arrhenius coordinates (i.e. log vs. 1/T), linear plots with more or less marked breaks being observed. From the break of the ?Arrhenius? plot, threshold temperature was obtained as a temperature beyond which coal oxidation gains more intense character. Influences of coal grain size and coal moisture content on the threshold temperature and (apparent) activation energy of coal oxidation were studied. Possibility of affecting the level of threshold temperature by chemicals added to coal was also investigated. Finally, possible changes in oxidation mechanism at threshold temperature, as deduced from infrared and electron spin spectroscopic measurements, are suggested.