煤绝热氧化实验及动力学参数分析

发布时间：2017-12-16 23:32

  本文关键词：煤绝热氧化实验及动力学参数分析

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【摘要】：煤自然发火是威胁矿井安全生产的主要灾害,而实验研究煤低温氧化升温规律,分析煤层的自然发火特性,对于指导煤矿现场防灭火工作具有重要意义。本文采用改进的绝热氧化实验对煤自然发火特性进行了研究。首先,基于煤自然发火的相关理论,建立了煤体导热及对流散热与氧化放热的热平衡关系式,据此计算出煤体绝热氧化升温实验过程中的升温条件,确定了实验参数,对指导煤绝热实验研究有重要意义。然后,利用公斤级煤绝热氧化升温实验系统,在纯氧的条件下对神东2-2煤层煤样进行了自然发火测试,研究了煤绝热氧化升温过程中温度和气体产物的变化规律,据此计算得到煤自燃的特性参数;建立了煤自燃的反应活化能与反应级数的计算模型,并利用实验数据计算出绝热氧化反应动力学参数。随后,在类似的实验条件下,开展了煤样一次与二次氧化绝热升温实验。研究发现煤体二次氧化时,自然氧化升温加快,活化能减小,说明煤二次氧化,具有更强的自燃倾向性。最后,推导出利用绝热氧化实验结果计算其它条件下煤自然升温规律的数学模型。通过利用绝热氧化实验与数值计算相结合的方法,得到煤样在空气中绝热氧化自燃参数,模拟结果与煤样大型自然发火实验结果比较吻合。本研究对指导用绝热氧化实验快速分析煤自燃特征参数,指导煤自燃防治有重要意义。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD752.2

【参考文献】

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本文编号：1297919