煤低溫氧化及自燃特性的綜合實驗研究

內(nèi)容概要

　　《煤低溫氧化及自燃特性的綜合實驗研究》通過開展煤低溫氧化及自燃特性的綜合實驗，系統(tǒng)研究了煤低溫氧化過程中的溫度、氣體濃度、升溫速率、放熱速率等宏觀特性，同時也對煤的表面結(jié)構(gòu)、孔隙特性、吸氧量、煤的官能團(tuán)等進(jìn)行了詳細(xì)研究。 

書籍目錄

1緒論 1.1問題提出及研究意義 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.2.1 煤自燃機(jī)理及自燃特性測試方法研究進(jìn)展 1.2.2煤自燃影響因素研究現(xiàn)狀 1.3主要研究內(nèi)容與實驗方法 1.3.1主要研究內(nèi)容 1.3.2 研究技術(shù)路線與實驗方法 2煤低溫氧化氣體產(chǎn)物特征及變化規(guī)律 2.1實驗煤樣 2.2煤低溫氧化氣體產(chǎn)物特征 2.2.1 實驗裝置及實驗過程 2.2.2煤低溫氧化氣體產(chǎn)物出現(xiàn)規(guī)律 2.3煤低溫氧化過程氣體生成量和氧氣消耗量與煤溫的關(guān)系 2.4本章小結(jié) 3煤物理結(jié)構(gòu)與低溫氧化的關(guān)系 3.1煤表面宏觀與微觀結(jié)構(gòu) 3.2煤孔隙結(jié)構(gòu)與低溫氧化的關(guān)系 3.2.1 煤孔隙結(jié)構(gòu)分類及分形特性 3.2.2煤孔隙結(jié)構(gòu)實驗 3.2.3實驗結(jié)果與討論 3.2.4 煤孔隙結(jié)構(gòu)與低溫氧化的關(guān)系 3.3煤吸氧量與低溫氧化實驗研究 3.3.1 煤物理與化學(xué)吸附特性 3.3.2煤吸氧實驗 3.3.3 實驗結(jié)果與分析 3.3.4煤吸氧量與低溫氧化的關(guān)系 3.4本章小結(jié) 4煤低溫氧化過程中化學(xué)結(jié)構(gòu)變化規(guī)律 4.1煤分子結(jié)構(gòu) 4.2煤低溫氧化過程中官能團(tuán)變化規(guī)律 4.2.1 煤紅外光譜歸屬及紅外光譜實驗 4.2.2原煤化學(xué)結(jié)構(gòu)特征 4.2.3 煤氧化過程中化學(xué)結(jié)構(gòu)變化規(guī)律 4.3煤氧化過程中化學(xué)結(jié)構(gòu)變化與氣體產(chǎn)物之間關(guān)系 4.4煤低溫氧化過程中微晶結(jié)構(gòu)變化 4.4.1 煤低溫氧化微晶結(jié)構(gòu)實驗 4.4.2 煤低溫氧化微晶結(jié)構(gòu)的變化 4.5本章小結(jié) 5煤低溫氧化過程中電子自旋共振參數(shù)變化規(guī)律 5.1煤自由基的產(chǎn)生 5.2煤低溫氧化過程中電子自旋共振（ESR）參數(shù)變化規(guī)律 5.2.1 電子自旋共振（ESR）原理 5.2.2 實驗過程 5.2.3煤電子自旋共振（ESR）參數(shù)測試結(jié)果 5.2.4 煤低溫氧化過程中自由基濃度變化規(guī)律 5.2.5 煤低溫氧化過程中朗德因子變化規(guī)律 5.2.6 煤低溫氧化過程中線寬變化規(guī)律 5.3煤氧化過程中自由基濃度與氣體產(chǎn)物之間的關(guān)系 5.4本章小結(jié) 6煤低溫氧化動力學(xué)研究 6.1熱分析動力學(xué)實驗 6.1.1 熱分析動力學(xué)基本方程 6.1.2 熱分析中放熱變化率的確定 6.1.3 煤低溫氧化熱分析動力學(xué)實驗 6.2煤低溫氧化動力學(xué)模型 6.3煤低溫氧化最概然反應(yīng)機(jī)理函數(shù) 6.3.1 推斷最概然反應(yīng)機(jī)理函數(shù)的基本原理 6.3.2 煤低溫氧化最概然反應(yīng)機(jī)理函數(shù) 6.4本章小結(jié) 7煤低溫氧化自熱特性實驗研究 7.1煤低溫氧化自熱理論 7.1.1 煤低溫氧化自熱系統(tǒng)能量平衡方程 7.1.2煤自燃臨界性條件 7.2煤低溫氧化自熱實驗系統(tǒng) 7.2.1 煤低溫氧化自熱實驗系統(tǒng)總設(shè)計原則 7.2.2 實驗系統(tǒng)組成 7.2.3 絕熱反應(yīng)器熱損失 7.3煤低溫氧化自熱實驗 7.3.1 實驗過程 7.3.2 煤低溫氧化自熱實驗影響因素 7.4煤低溫氧化自熱變化規(guī)律 7.4.1 煤低溫氧化自熱升溫過程 7.4.2 煤低溫氧化自熱升溫速率和放熱速率變化規(guī)律 7.5煤低溫氧化自熱過程中活化能和自燃臨界溫度 7.5.1 煤低溫氧化自熱過程中活化能變化規(guī)律 7.5.2煤自燃臨界溫度 7.6煤低溫氧化參比實驗 7.6.1 煤低溫氧化參比實驗?zāi)Ｐ?7.6.2煤低溫氧化參比實驗 7.6.3 煤低溫氧化參比實驗結(jié)果 7.7本章小結(jié) 8主要結(jié)論 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   小不代表參加氧化反應(yīng)的氧氣量，更不能很好地反映煤的氧化性強(qiáng)弱。煤的吸氧量高其吸附放熱量大，而吸附放熱與煤的氧化放熱量相比是很少的，煤的吸氧量多不代表參加氧化反應(yīng)的氧氣分子數(shù)多，而參加氧化反應(yīng)氧分子數(shù)的多少主要取決于煤上具有反應(yīng)活化能（指對應(yīng)于該氧化溫度）的分子數(shù)，煤上活化的分子數(shù)越多，參加反應(yīng)的氧分子就越多，放出的熱量也就越多，越有利于煤的氧化進(jìn)程發(fā)展，而決定煤上具有某溫度下反應(yīng)活化能分子數(shù)的因素有煤巖成分與煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)等。無煙煤在幾個測定溫度下其吸氧量都比氣煤和氣肥煤的吸氧量大，而在開采過程中柴里氣煤比潘一礦氣肥煤發(fā)火期短得多，而百善礦無煙煤自從開采以來，從沒有發(fā)生過煤炭自燃，進(jìn)一步說明了不能單純用某個溫度下的吸氧量大小評判煤自燃傾向性高低。 （2）從煤氧化實驗可知，褐煤極易氧化，一接觸空氣就有CO生成。從吸氧實驗可看出，褐煤吸氧量隨溫度升高而逐漸減小，說明了易氧化的褐煤容易進(jìn)行化學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)，沒有從物理吸附向化學(xué)吸附過渡的過程，也就是圖3—11中直接從d到b，無中間過渡階段c。 （3）對于氣煤，當(dāng)溫度小于60℃時，吸氧量隨煤溫升高而降低；當(dāng)溫度達(dá)70℃時吸氧量增加；當(dāng)溫度在70～80℃時，吸氧量降低；當(dāng)溫度達(dá)80℃以后，吸氧量又隨溫度升高而增加。因此，對照圖3—11，可以認(rèn)為，氣煤溫度小于60℃時已進(jìn)行物理化學(xué)吸附，局部進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，溫度在60～100℃就進(jìn)行了化學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)，溫度在100℃以后完全進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。從煤氧化氣體產(chǎn)物實驗數(shù)據(jù)表3—9也可看出，氣煤在60℃開始氧化出現(xiàn)CO，也證明了氣煤從60℃開始進(jìn)行化學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)。 （4）對于氣肥煤，當(dāng)溫度小于70℃時，吸氧量隨溫度升高而降低；當(dāng)溫度達(dá)80℃時吸氧量增加；當(dāng)溫度在80～90℃時，吸氧量降低；當(dāng)溫度達(dá)90℃以后，吸氧量又隨溫度升高而增加。因此，可以認(rèn)為，氣肥煤在溫度小于70℃時已進(jìn)行物理化學(xué)吸附，并局部進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，溫度在70～90℃是氣肥煤從化學(xué)吸附到化學(xué)反應(yīng)的過渡階段，100℃以后完全是化學(xué)反應(yīng)。同時從煤氧化氣體產(chǎn)物實驗數(shù)據(jù)表3—9也可看出，氣肥煤在70℃開始氧化出現(xiàn)CO，證明了氣肥煤從70℃開始進(jìn)行化學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)。 （5）對于無煙煤，溫度小于80℃時，吸氧量隨溫度升高而降低；當(dāng)溫度達(dá)90℃時吸氧量增加；溫度在90～100℃時，吸氧量降低。因此，對于無煙煤，溫度小于80℃時已進(jìn)行物理化學(xué)吸附，溫度在90～100℃是無煙煤從化學(xué)吸附到化學(xué)反應(yīng)的過渡階段。同時從表3—9也可看出，無煙煤在80℃開始氧化出現(xiàn)CO，說明了無煙煤從80℃開始進(jìn)行化學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)。由于無煙煤活化基團(tuán)比較少，100℃以后氧化比較慢。

編輯推薦

《煤低溫氧化及自燃特性的綜合實驗研究》適合從事煤礦煤炭自然發(fā)火的煤礦工程技術(shù)人員、科技工作者及大專院校師生閱讀使用。

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