煤的自热自燃，这是怎么发生的?

Question

我终于崩溃了，读了维基百科上关于自燃我惊讶地发现这是一个多么严重的问题。湿干草，油布，在这些组合中确实有放热反应随着温度的升高而加速。

然后我看到了下面这些:

煤炭

煤的自热已被广泛研究。煤的自热倾向随煤阶的增加而减小。褐煤的活性高于烟煤，烟煤的活性高于无烟煤。新开采的煤比风化煤消耗氧气更快，新开采的煤比风化煤自热程度更大。水蒸气的存在也可能很重要，因为干煤从饱和空气中吸收水所产生的热量的速率可以是一个数量级，甚至比等量的干空气还要高。

我知道煤是一种复杂的物质，它不仅仅是一块碳。但是煤内部发生的哪些化学反应会导致一堆煤自燃呢?总是需要水分吗?新鲜开采的煤中是否有天然的水分，或者它是从大气中吸湿吸收的，还是必须有液体来源(变湿)?

Answer 1

煤中的硫/硫化物可能是自燃的原因之一。

轻微的转移-在一些金属硫化物矿山，如铜，在高水平的硫化物在矿石中，硫化物可以氧化，从而产生硫化物火灾。如果采场爆炸产生大量干粉尘，在采矿过程中，有时硫化物粉尘会引起二次爆炸，这是不必要的。

大多数煤矿含有硫化物。大多数褐煤(褐煤，也包括低质量或低品位的煤)的沉积物更接近地表，因此，如果褐煤含有大量的硫，它会与大气中的氧气发生氧化燃烧。

Answer 2

在下面引用[6]维基百科关于自燃的文章给你一些答案:

《下面的火:煤的自燃》DOE/EH-0320，文档号93-4。美国能源部。1993年5月

煤炭是如何自燃的

煤的温度开始高于环境温度。在大约150-300华氏度时，它开始释放出微小但可测量的气体——气溶胶、氢和CO(2)——燃烧的前体。随着温度进一步升高(约600-700华氏度)，相对而言，会释放出较大的可见颗粒。很快，随着加热速率增加到约750-800华氏度，初期燃烧，最终自燃和火焰，将发生。

自燃一直被认为是储存煤的火灾隐患。自燃火灾通常始于煤层深处的“热点”。当煤从空气中吸收氧气时，热点就出现了。氧化产生的热量引发了火灾。

文章末尾的建议清单特别提到了促成因素:硫磺含量，水分，开采煤的年代很明显氧气的可用性而且环境温度．

别忘了阅读泰坦尼克号的教训在最后，他描述了1912年4月，他们的煤库如何“从我们离开南汉普顿的那一天起，直到我们撞上冰山”一直在燃烧。

我认为重要的是要注意，最微量的氧化会导致温度上升，以指数方式加速这一过程。

Answer 3

煤和其他有机物，如木头和稻草，暴露在氧气中会分解，这种分解是一种放热氧化反应，所以它会加热周围的物质，从而加速分解。如果有足够的气流来冷却堆，并带走少量的易燃挥发气体，这是相当无害的，这些气体基本上是由腐烂的植物物质形成的。水的存在使这个过程在两个方面变得更加危险，它填充了孔隙空间，否则将为整个桩提供空气冷却而且它为分解化学提供了更多的氢，同时排除了一些氧气，从而产生了更多挥发性化合物，燃点越来越低。

Answer 4

煤，本质上是纯碳，缓慢的氧化它的反应和燃烧的反应是一样的，只是慢了很多。这是主要煤自热的热源．许多会燃烧的东西在正常温度下也会慢慢氧化，只是不像火那样是持续的连锁反应。由于这是一个弱慢的过程，有很大的变化oxocarbons这可以从这里产生，其中一些可以帮助在合适的环境下更快地加热。