本文關(guān)鍵詞：煤二次氧化自燃的微觀特性研究

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【摘要】：我國礦產(chǎn)資源豐富,開采量大,煤自燃現(xiàn)象嚴(yán)重,衍生而來的煤炭復(fù)燃現(xiàn)象也日益凸顯,也就導(dǎo)致了二次氧化現(xiàn)象的出現(xiàn),煤的二次氧化是指原始煤樣發(fā)生氧化升溫,溫度超過臨界溫度后,降溫恢復(fù)到常溫,再次發(fā)生氧化升溫的過程。本文以不同變質(zhì)程度的煤樣作為研究對象,采用實(shí)驗(yàn)分析的方法,對煤樣的一次氧化和二次氧化過程進(jìn)行對比分析,研究不同變質(zhì)程度煤二次氧化自燃的微觀特性,發(fā)現(xiàn)二次氧化煤更加易于氧化,實(shí)驗(yàn)結(jié)果對煤二次氧化的機(jī)理建立、自然發(fā)火的預(yù)測預(yù)報和防治技術(shù)的研究提供了依據(jù),主要工作如下:(1)采用工業(yè)分析儀、元素分析儀、真密度分析儀、物理化學(xué)吸附儀和X-射線衍射儀,測試了原始煤樣和二次氧化煤樣中水分、灰分、揮發(fā)分和各元素組分的含量,分析了兩次氧化過程中煤樣比表面積和晶體結(jié)構(gòu)變化情況。掌握了不同變質(zhì)程度煤樣的基礎(chǔ)物理特性。實(shí)驗(yàn)表明二次氧化煤樣水分減小,灰分增大、揮發(fā)分減小、C含量減少、真密度增大、比表面積增大、晶體結(jié)構(gòu)略顯疏松。(2)針對一次氧化和二次氧化過程中煤樣的特征溫度點(diǎn),利用傅里葉變換紅外光譜分析了煤分子結(jié)構(gòu)中官能團(tuán)的變化規(guī)律,分析確定出二次氧化煤分子結(jié)構(gòu)中對氧化反應(yīng)影響較大的活性官能團(tuán)是羥基、亞甲基、甲基、羰基和醚鍵。(3)通過不同變質(zhì)程度原始煤樣和二次氧化煤樣的程序升溫實(shí)驗(yàn),分析得出的氣體濃度、耗氧速率、氣體產(chǎn)生率、放熱強(qiáng)度和特征溫度等二次氧化煤樣的自燃特性。結(jié)果表明,煤樣在二次氧化過程中產(chǎn)生的CO、CO2氣體量在反應(yīng)初始階段大于一次氧化,后期小于一次氧化,CH4、C2H6和C2H4氣體量始終小于一次氧化過程中產(chǎn)生的氣體量,但是產(chǎn)生的種類和順序不變。耗氧速率、氣體產(chǎn)生率、放熱強(qiáng)度值在二次氧化反應(yīng)初期大于一次氧化,而在反應(yīng)后期小于一次氧化的值。采用指標(biāo)氣體增長率分析法測試得出兩次氧化自燃的特征溫度點(diǎn),發(fā)現(xiàn)二次氧化的特征溫度值向著偏低的位置移動,小于一次氧化。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD752.2

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本文編號：1169597