近日，我院教师张河猛博士以第一作者兼通讯作者身份在工程技术领域TOP期刊《Fuel》（中科院一区，IF=8.035）发表题为“Experimental study of moisture effects on spontaneous combustion of Baiyinhua lignite from individual particles to stockpile”的论文，辽宁工程技术大学为第一署名单位。
褐煤具有高含水率、低热值和高挥发物的特点，褐煤的丰富的孔隙结构和含氧基团使其具有优越的亲水性，水分相变不可避免影响煤氧化过程中的热平衡，25-65%含水量的褐煤完全干燥所需的热量约为6×105-2×106J/kg-coal，远大于其低温缓慢氧化产生的总热量。另外，煤堆是大量松散煤颗粒自然堆积形成的，是典型的双多孔介质，颗粒孔隙间空气湿度是随时空不断变化的，褐煤自燃过程的水分迁移及相变十分复杂。
作者以煤堆水分迁移的两个尺度（颗粒内的水分运输及相变、煤堆孔隙中的水分运输和边界交换）为基础，采用循环水分蒸发/吸附实验研究不同粒径、温度条件下褐煤水分迁移特性，采用网篮实验研究堆积褐煤的临界自燃温度。结果表明，再饱和褐煤含水量远低于原始褐煤，不同序次蒸发或吸附过程的含水量与时间的关系显示出重叠趋势，并构建单个煤颗粒水分迁移模型；褐煤煤堆的升温过程可分为四个阶段，在第二阶段水分影响最明显，临界自燃温度与粒径和温度分别呈正相关、线性正相关。基于Frank-Kamenetskii理论，粒径或水分含量的增加可以抑制白音华褐煤自燃，此研究成果对煤自然发火预测及防控有重要意义。
原位链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016236122035980
