【摘要】：本文采用實(shí)驗(yàn)研究與理論分析相結(jié)合的方法,針對(duì)新疆準(zhǔn)南煤田火區(qū)高溫貧氧氧化燃燒特性,選取艾維爾溝1930煤礦、硫磺溝煤礦、艾維爾溝2130煤礦煤樣為研究對(duì)象。建立高溫貧氧氧化實(shí)驗(yàn)條件,研究不同氧氣濃度對(duì)煤樣氧化過程特征參數(shù)的影響規(guī)律,能夠?yàn)椴煌鯕鉂舛认旅簩幼匀话l(fā)火預(yù)測(cè)與治理煤田火區(qū)提供理論指導(dǎo),對(duì)完善煤火災(zāi)害與貧氧演化過程機(jī)理研究提供依據(jù)。首先,采用工業(yè)分析儀、元素分析儀、物理化學(xué)吸附儀、激光導(dǎo)熱分析儀、X射線衍射儀等實(shí)驗(yàn)設(shè)備,研究新疆準(zhǔn)南煤田火區(qū)煤樣的煤質(zhì)工業(yè)成分、元素含量、比表面積、孔徑分布、導(dǎo)熱特性以及微晶結(jié)構(gòu)參數(shù)等煤質(zhì)基本參數(shù),為之后的分析提供基礎(chǔ)。隨后,通過熱重實(shí)驗(yàn)研究煤樣在不同氧,氣濃度下從30-950℃氧化熱解過程,分析其TG、DTG、DSC曲線變化趨勢(shì),將煤樣熱解過程劃分為3個(gè)階段(干燥脫氣階段、活潑熱分解階段、熱縮聚階段);氧化過程劃分為5個(gè)階段(水分蒸發(fā)及氣體脫附失重階段、吸氧增重階段、受熱分解失重階段、燃燒階段和燃盡階段)、確定出6個(gè)特征溫度點(diǎn)(高位吸附溫度T1、吸氧增重起始溫度T2、吸氧增重極大值溫度乃、著火點(diǎn)溫度T4、最大失重速率溫度T5、燃盡溫度T6)�？偨Y(jié)得出:隨著氧濃度減小,煤樣氧化的特征溫度點(diǎn)呈現(xiàn)增大的趨勢(shì),煤樣最大放熱溫度點(diǎn)逐漸升高,最大放熱功率逐漸減小,整個(gè)煤樣反應(yīng)過程的總放熱量減少,煤氧反應(yīng)表現(xiàn)出滯后性,氧濃度為3%時(shí)滯后效果明顯。其次,采用紅外光譜技術(shù)對(duì)高溫貧氧處理后的煤樣進(jìn)行官能團(tuán)測(cè)試,得出煤中主要官能團(tuán)的變化規(guī)律:煤樣脂肪烴、芳香烴、含氧官能團(tuán)含量在T2溫度點(diǎn)下含量最大,隨著處理溫度升高,其含量下降;反應(yīng)中氧濃度增大,羥基含量減小,脂肪烴、含氧官能團(tuán)含量增加。因此,脂肪烴與含氧官能團(tuán)可作為表征煤氧反應(yīng)程度的代表性官能團(tuán)。最后,通過對(duì)不同氧濃度處理后的煤樣進(jìn)行元素分析發(fā)現(xiàn),隨著氧濃度增大,煤樣O/C元素比增大,與煤樣含氧官能團(tuán)成正比,同時(shí)得出O/C元素比是反映煤樣含氧官能團(tuán)含量的重要參數(shù)。
【圖文】：

儀器如圖 2.2 所示。煤樣元素分析實(shí)驗(yàn)的原理如下：將煤樣放置于含氧、含催化劑的箱體之中，逐步給箱體加熱，使煤樣燃燒并發(fā)生還原反應(yīng)。將燃燒所得的 CO2、H2O、N2等氣態(tài)物質(zhì)在載氣的推動(dòng)下進(jìn)入分離檢測(cè)單元，利用氣相色譜技術(shù)原理對(duì)混合組分按照N、C、H、S 順序進(jìn)行分離，再通過熱導(dǎo)檢測(cè)器對(duì)各組成元素進(jìn)行分析測(cè)量。最后，采用差減法計(jì)算 O 元素含量。

儀器如圖 2.2 所示。煤樣元素分析實(shí)驗(yàn)的原理如下：將煤樣放置于含氧、含催化劑的箱體之中，逐步給箱體加熱，，使煤樣燃燒并發(fā)生還原反應(yīng)。將燃燒所得的 CO2、H2O、N2等氣態(tài)物質(zhì)在載氣的推動(dòng)下進(jìn)入分離檢測(cè)單元，利用氣相色譜技術(shù)原理對(duì)混合組分按照N、C、H、S 順序進(jìn)行分離，再通過熱導(dǎo)檢測(cè)器對(duì)各組成元素進(jìn)行分析測(cè)量。最后，采用差減法計(jì)算 O 元素含量。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD752.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李霞;曾凡桂;王威;董夔;程麗媛;;低中煤級(jí)煤結(jié)構(gòu)演化的FTIR表征[J];煤炭學(xué)報(bào);2015年12期

2 蘇賀濤;宋小林;史波波;;氧體積分?jǐn)?shù)與煤低溫氧化動(dòng)力學(xué)參數(shù)的相關(guān)性研究[J];煤炭工程;2015年11期

3 涂湘巍;黃勝;曹琴;吳詩勇;吳幼青;高晉生;;煤焦孔隙結(jié)構(gòu)的表征及分析方法的構(gòu)建[J];華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年05期

4 賀佑國;葉旭東;王震;;關(guān)于煤炭工業(yè)“十三五”規(guī)劃的思考[J];煤炭經(jīng)濟(jì)研究;2015年01期

5 宋澤陽;朱紅青;徐紀(jì)元;秦曉峰;張振;;地下煤火高溫階段貧氧不完全燃燒耗氧速率的計(jì)算[J];煤炭學(xué)報(bào);2014年12期

6 王德明;辛海會(huì);戚緒堯;竇國蘭;仲曉星;;煤自燃中的各種基元反應(yīng)及相互關(guān)系:煤氧化動(dòng)力學(xué)理論及應(yīng)用[J];煤炭學(xué)報(bào);2014年08期

7 夏軍;塔西甫拉提·特依拜;張飛;蔡忠勇;魏軍;姬洪亮;;煤田火區(qū)自然地物熱紅外發(fā)射率光譜測(cè)量及其特征[J];煤炭學(xué)報(bào);2012年12期

8 管偉明;任大鵬;艾克拜爾·艾爾肯;沈潔;鄭振平;李彥君;;地表環(huán)境溫度對(duì)煤田火系統(tǒng)影響的數(shù)值分析[J];中州煤炭;2014年03期

9 鄧軍;趙婧昱;張[?妮;吳慷;張丹丹;趙萌燁;;陜西侏羅紀(jì)煤二次氧化自燃特性試驗(yàn)研究[J];中國安全科學(xué)學(xué)報(bào);2014年01期

10 楊建業(yè);;煤熱解中微量元素遷移規(guī)律的再探索[J];煤炭學(xué)報(bào);2013年12期

相關(guān)會(huì)議論文 前2條

1 賈躍榮;;烏達(dá)煤田火災(zāi)現(xiàn)狀及治理情況調(diào)查分析[A];2010內(nèi)蒙古煤炭工業(yè)科學(xué)發(fā)展高層論壇論文集[C];2010年

2 譚克龍;王曉鵬;謝志清;毛耀保;林燕;張光超;萬余慶;;中國北方煤火探測(cè)、滅火與監(jiān)測(cè)新技術(shù)研究[A];“十五”重要地質(zhì)科技成果暨重大找礦成果交流會(huì)材料四——“十五”地質(zhì)行業(yè)重要地質(zhì)科技成果資料匯編[C];2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 趙婧昱;淮南煤氧化動(dòng)力學(xué)過程及其微觀結(jié)構(gòu)演化特征研究[D];西安科技大學(xué);2017年

2 辛海會(huì);煤火貧氧燃燒階段特性演變的分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理[D];中國礦業(yè)大學(xué);2016年

3 王凱;陜北侏羅紀(jì)煤低溫氧化反應(yīng)性及動(dòng)力學(xué)研究[D];西安科技大學(xué);2015年

4 鄭默;基于GPU的煤熱解化學(xué)反應(yīng)分子動(dòng)力學(xué)（ReaxFF MD）模擬[D];中國科學(xué)院研究生院(過程工程研究所);2015年

5 張[?妮;煤氧化自燃微觀特征及其宏觀表征研究[D];西安科技大學(xué);2012年

6 趙云鵬;西部弱還原性煤熱解特性研究[D];大連理工大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 郭軍;煤田火區(qū)高溫貧氧氧化燃燒特性參數(shù)研究[D];西安科技大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2694031