煤炭自然發(fā)火本質(zhì)是煤氧復合作用的結果。煤炭自燃是我國礦井發(fā)生火災的主要原因,二氧化碳防滅火充填技術是煤礦防滅火重要技術手段之一。為了研究二氧化碳在煤自然發(fā)火過程中對煤氧化升溫各個階段的微觀影響,本文通過對比不同氣氛配比下煤自燃升溫過程中特征溫度點的變化情況,得到不同氣氛下的臨界溫度和干裂溫度;對所選煤樣在臨界溫度和干裂溫度和不同氣氛下進行預氧化處理,處理后的煤樣進行傅里葉紅外實驗和XRD實驗來研究煤分子官能團和晶體結構的變化情況。通過煤自燃特性實驗,研究不同二氧化碳濃度下煤樣的特征溫度的變化情況,發(fā)現(xiàn)隨著二氧化碳濃度的提高,煤的臨界溫度和干裂溫度向著高溫方向移動。相同氧濃度下二氧化碳氣氛下比氮氣氣氛下煤樣臨界溫度和干裂溫度高;相同氧氣濃度下煤樣在二氧化碳配比的氣氛中耗氧速率小于在氮氣配比下的耗氧速率。通過傅里葉紅外光譜實驗和XRD實驗,對臨界溫度和干裂溫度下煤分子活性官能團進行研究,結果顯示隨著氧濃度的增加,臨界溫度和干裂溫度點的C-O和羥基都有所增加。隨著氧濃度的下降-COO、C=O的含量呈減小的趨勢,原因為二氧化碳阻礙了煤氧復合作用的發(fā)生,使煤樣中的以-C-OH為代表的-C-O-鍵... 

【文章來源】：西安科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 煤分子微觀研究現(xiàn)狀
        1.2.2 煤自燃微觀機理研究現(xiàn)狀
        1.2.3 CO_2防治煤自燃技術及機理研究
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 技術路線
2 CO_2濃度對煤自燃特性影響實驗研究
    2.1 試驗裝置
        2.1.1 氣路部分
        2.1.2 試管及控溫部分
    2.2 試驗方法
    2.3 實驗結果
        2.3.1 (N2-O_2)不同配比對煤自燃氧化過程的影響
        2.3.2 (CO_2-O_2)不同配比對煤自燃氧化過程的影響
        2.3.3 (CO_2-空氣)不同配比對煤自燃氧化過程的影響
    2.4 相同氧濃度不同種類氣體配比載氣對煤自燃氧化過程的影響
    2.5 耗氧速率分析
    2.6 本章小結
3 CO_2對煤分子活性官能團影響的實驗研究
    3.1 煤分子結構特點
    3.2 煤樣的采集及制備
    3.3 工業(yè)分析
        3.3.1 試驗方法
        3.3.2 試驗結果
    3.4 煤樣主要官能團分布特征
        3.4.1 實驗原理
        3.4.2 實驗裝置與條件
        3.4.3 實驗結果
        3.4.4 不同氣氛氧化過后煤主要官能團分布特征
    3.5 小結
4 CO_2對煤晶體結構影響的實驗研究
    4.1 微晶結構分析
        4.1.1 試驗方法
        4.1.2 XRD圖譜特征
    4.2 不同氣氛對微晶結構影響
    4.3 小結
5 結論及展望
    5.1 總結
    5.2 展望
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]煤基質(zhì)表面官能團對二氧化碳及甲烷吸附性能作用規(guī)律的研究進展[J]. 張錦,張登峰,霍培麗,降文萍,楊振,楊榮,李偉,賈帥秋.  化工進展. 2017(06)
[2]基于活化能指標研究不同變質(zhì)程度煙煤的自燃傾向性[J]. 張辛亥,白亞娥,李青蔚,馬騰.  礦業(yè)安全與環(huán)保. 2016(01)
[3]二氧化碳加氫催化合成甲醇的研究進展[J]. 常佳,阮艷軍.  當代化工. 2015(11)
[4]中共中央關于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃的建議[J].   新長征. 2015(12)
[5]風化煤自燃性程序升溫氧化實驗研究[J]. 張辛亥,李青蔚,肖旸,魯軍輝.  礦業(yè)安全與環(huán)保. 2015(05)
[6]管道內(nèi)二氧化碳水合物的形成和流動特性研究[J]. 唐翠萍,趙翔湧,何勇,梁德青.  天然氣化工（C1化學與化工）. 2015(04)
[7]不同低變質(zhì)煤自然升溫特性參數(shù)實驗研究[J]. 文虎,魯軍輝,李青蔚,張丹丹.  煤炭工程. 2015(07)
[8]煤自燃中的各種基元反應及相互關系:煤氧化動力學理論及應用[J]. 王德明,辛海會,戚緒堯,竇國蘭,仲曉星.  煤炭學報. 2014(08)
[9]高水分含量對煤自然發(fā)火特性參數(shù)影響的試驗研究[J]. 鄭學召,魯軍輝,肖,趙彥輝,李青蔚.  安全與環(huán)境學報. 2014(04)
[10]CO2對煤低溫氧化反應過程的影響實驗研究[J]. 馬礪,鄧軍,王偉峰,王振平.  西安科技大學學報. 2014(04)

博士論文
[1]煤自燃特性宏觀表征參數(shù)及測試方法研究[D]. 許延輝.西安科技大學 2014
[2]煤氧化自燃微觀特征及其宏觀表征研究[D]. 張嬿妮.西安科技大學 2012
[3]煤活性基團與Ca2+形成配合物的結構與表征[D]. 王雪峰.遼寧工程技術大學 2009

碩士論文
[1]韓城礦區(qū)構造煤分子結構演化特征[D]. 姬新強.太原理工大學 2016
[2]五牧場11號煤結構模型構建及其超分子特征[D]. 張莉.太原理工大學 2013
[3]液態(tài)CO2滅火技術在高瓦斯礦井火災的治理研究與應用[D]. 阮增定.太原理工大學 2013
[4]超臨界二氧化碳驅(qū)替煤層瓦斯研究[D]. 李得飛.太原理工大學 2012
[5]CO、CO2和CH4氣體在煤表面吸附特性的量子化學研究[D]. 周健.遼寧工程技術大學 2012
[6]煤分子結構與自燃特性的紅外光譜研究[D]. 李緒萍.遼寧工程技術大學 2008
[7]二氧化碳抑制煤炭氧化自燃性能的實驗研究[D]. 李士戎.西安科技大學 2008
[8]煤分子活性基團低溫氧化過程研究[D]. 侯爽.西安科技大學 2007
[9]褐煤結構的分子動力學模擬及量子化學研究[D]. 王三躍.太原理工大學 2004



本文編號：3449695