本文關(guān)鍵詞：煤氧化過程中自由基—活性基團(tuán)作用機(jī)理

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【摘要】：煤炭是我國的基礎(chǔ)能源,對(duì)我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平提高方面起到舉足輕重的作用。但是煤自燃每年造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)百億元,使得完成煤自燃機(jī)理以及有效防治技術(shù)成為亟待解決的問題。煤是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子物質(zhì),在煤的氧化過程中發(fā)生了一系列復(fù)雜的化學(xué)和物理反應(yīng),至今還未能在化學(xué)層面上清晰地描述自燃過程。雖然能夠證實(shí)煤自燃和煤中活性基團(tuán)、自由基有關(guān)聯(lián),但是具體的反應(yīng)機(jī)制以及二者的關(guān)聯(lián)的研究仍然不是很清晰。通過對(duì)現(xiàn)階段煤的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)以及煤自燃自由基、活性基團(tuán)理論的現(xiàn)狀分析,以1#霍林河煤電集團(tuán)扎哈淖爾露天煤礦褐煤、2#張家口蔚縣單候煤礦長焰煤、3#山西大同同煤集團(tuán)同生精通興旺煤業(yè)有限公司不粘煤、4#開灤集團(tuán)林南倉礦氣煤、5#開灤集團(tuán)唐山礦1/3焦煤、6#開灤集團(tuán)錢家營礦肥煤、7#開灤集團(tuán)呂家坨焦煤、8#邢臺(tái)冀中能源貧煤8個(gè)不同變質(zhì)程度的煤種為研究對(duì)象,進(jìn)行煤程序升溫的氧化實(shí)驗(yàn)、煤樣的電子順磁共振實(shí)驗(yàn)以及紅外光譜實(shí)驗(yàn),分別測定了煤氧化過程中氣體產(chǎn)物的釋放規(guī)律、自由基濃度的變化以及煤中官能團(tuán)的變化。通過以上實(shí)驗(yàn)方法和測定的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,得出了8個(gè)煤樣在氧化過程中的指標(biāo)氣體釋放及自由基濃度的變化規(guī)律,確定了指標(biāo)氣體產(chǎn)生及發(fā)生突變的溫度點(diǎn);運(yùn)用擬合方法得到了不同煤種在氧化過程中自由基濃度的變化;通過紅外光譜實(shí)驗(yàn)的測定分析了不同煤種在溫度突變處附近分子結(jié)構(gòu)中的官能團(tuán)的變化;以褐煤為例,從煤自燃的不同階段分別做了詳細(xì)的分析,對(duì)煤氧化過程中CO、C_2H_4、C_2H_6、C_3H_8在二者共同作用下的生成原因做了推測,并列出了反應(yīng)方程式。從宏觀和微觀層面共同分析了作用機(jī)理,初步推斷了煤在氧化過程中的不同階段自由基-活性基團(tuán)聯(lián)合作用的機(jī)理。
【關(guān)鍵詞】：煤氧化 自由基-活性基團(tuán) 作用機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD752.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 引言8-9
• 第1章 文獻(xiàn)綜述9-16
• 1.1 煤的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)9-10
• 1.2 煤炭自燃指標(biāo)氣體的研究10-11
• 1.3 煤自燃自由基和活性基團(tuán)理論研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3.1 煤自燃學(xué)說研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 煤自燃自由基理論研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.3 煤自燃活性基團(tuán)理論研究現(xiàn)狀13-16
• 第2章 不同煤種氧化過程氣體產(chǎn)物釋放規(guī)律16-34
• 2.1 煤樣的選取與制備16-17
• 2.1.1 煤樣的選取16
• 2.1.2 煤樣的制備16-17
• 2.2 工業(yè)分析與元素分析17-20
• 2.2.1 煤的工業(yè)分析17-19
• 2.2.2 煤的元素分析19-20
• 2.3 煤自燃氧化模擬實(shí)驗(yàn)20-33
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)過程20-21
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析21-32
• 2.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)32-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 煤氧化過程中生成自由基及活性基團(tuán)變化規(guī)律研究34-57
• 3.1 煤樣的自由基ESR實(shí)驗(yàn)34-39
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)過程35-36
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析36-39
• 3.2 煤樣的傅里葉紅外光譜實(shí)驗(yàn)研究39-56
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)過程40-41
• 3.2.2 煤樣的紅外吸收特征峰41-42
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析42-56
• 3.3 本章小結(jié)56-57
• 第4章 煤氧化自由基-活性基團(tuán)聯(lián)合作用機(jī)理分析57-62
• 4.1 煤自燃潛伏期自由基-活性基團(tuán)聯(lián)合作用分析57-59
• 4.2 煤自燃自熱階段自由基-活性基團(tuán)聯(lián)合作用分析59-61
• 4.3 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 致謝67-68
• 導(dǎo)師簡介68
• 企業(yè)導(dǎo)師簡介68-69
• 作者簡介69-70
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集70

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