煤自燃新型复合阻化剂的制备与研究

发布时间：2017-03-29 14:12

  本文关键词：煤自燃新型复合阻化剂的制备与研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国煤炭资源丰富,开采和使用量巨大,煤自燃现象也非常严重,严重影响着煤矿的开采和煤炭行业的发展。随着现代科技的进步和国家煤矿安全的重视,煤自燃火灾防治手段得到了更快的发展。其中利用阻化剂防治煤自然发火是非常的经济实惠,并且能达到很好的效果,这种简单高效的防灭火技术措施,在国内外许多的矿井中都得到了很好的应用,并且取得了显著的效果。本文选用常见的3种物理阻化剂和3种化学阻化剂,加入一定量的清水中,分别制成20%阻化剂溶液对煤样进行阻化处理,通过被动的加温,研究阻化剂对煤样自燃特性参数影响,以CO产生量、耗氧速率、特征温度、阻化率和煤样升温速率为评价方法评价阻化剂的阻化效果,选出对黄陵1号矿煤样达到阻化效果最优的物理阻化剂MgCl_2和效果最优的化学阻化剂CO(NH_2)_2,然后将这两种单一的阻化剂进行复配。研究复合阻化剂在不同浓度和不同配比时的阻化效果,对实验结果分析得到,复合阻化剂溶液浓度越高,阻化效果越好,通过综合分析得到,浓度为20%时复合阻化剂的性价比最高。在复合阻化剂浓度为20%,改变物理阻化剂和化学阻化的配比,得到MgCl_2和CO(NH_2)_2复配比例为1:3时阻化效果最优。最后通过红外光谱实验,分析复合阻化剂对煤分子中活性官能团产生的影响。实验表明:经复合阻化剂处理后,随阻化剂浓度的升高,煤样活性官能团的数量减少越明显;在复合阻化剂浓度为20%,随着化学阻化剂所占比例升高,煤样活性官能团的数量减少越明显。从微观进一步验证了复合阻化剂对煤样的阻化具有双重抑制作用,能更好的抑制煤的氧化,防止煤自燃的发生。本文结合宏观和微观两方面,探索了能够抑制煤氧化放热过程的高效阻化剂,为进一步研究阻化剂的复配,提供了新的思路。研究结果对阻化剂防治煤自燃具有重要实践指导意义。
【关键词】：阻化剂 煤自燃 自燃特性参数 复合 阻化效果
【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
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 绪论7-15
• 1.1 选题的背景及研究的意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-12
• 1.2.1 煤自燃机理研究8-9
• 1.2.2 煤自燃研究技术方法9-11
• 1.2.3 煤自燃防治技术的研究11-12
• 1.2.4 煤自燃阻化技术的研究12
• 1.3 研究内容及技术路线12-15
• 1.3.1 主要研究内容12-13
• 1.3.2 研究方案13-14
• 1.3.3 技术路线14-15
• 2 阻化剂抑制煤自然发火理论基础15-23
• 2.1 煤自然发火15-16
• 2.1.1 煤自然发火条件15
• 2.1.2 煤炭自然发火过程15-16
• 2.2 煤自燃阻化剂的分类及阻化机理16-19
• 2.2.1 物理阻化剂及其阻化机理16-18
• 2.2.2 化学阻化剂及其阻化机理18-19
• 2.2.3 复合阻化剂19
• 2.3 阻化剂阻化性能的评价方法19-21
• 2.3.1 CO产生量19-20
• 2.3.2 耗氧速率20
• 2.3.3 特征温度20
• 2.3.4 阻化率20-21
• 2.3.5 阻化寿命21
• 2.3.6 低温氧化活化能21
• 2.4 本章小结21-23
• 3 阻化剂抑制煤自燃实验研究23-43
• 3.1 煤样制备及实验装置的介绍23-27
• 3.1.1 煤样的制备23-24
• 3.1.2 阻化剂的选择及阻化煤样的制备24-25
• 3.1.3 实验装置25-26
• 3.1.4 实验条件及步骤26-27
• 3.1.5 实验目的27
• 3.2 单一阻化剂阻化效果分析27-36
• 3.2.1 物理阻化剂阻化效果分析27-31
• 3.2.2 化学阻化剂阻化效果分析31-36
• 3.3 复合阻化剂抑制煤自燃实验研究36-41
• 3.3.1 不同浓度复合阻化剂抑制煤自燃实验研究36-38
• 3.3.2 不同配比复合阻化剂抑制煤自燃实验研究38-41
• 3.4 本章小结41-43
• 4 复合阻化剂阻化煤样微观结构研究43-51
• 4.1 煤样的制备及实验装置介绍43-46
• 4.1.1 煤样的制备43-44
• 4.1.2 实验装置44
• 4.1.3 实验条件及步骤44-45
• 4.1.4 实验目的45
• 4.1.5 红外光谱吸收峰45-46
• 4.2 不同浓度复合阻化剂阻化煤样测试结果分析46-48
• 4.3 不同配比复合阻化剂阻化煤样测试结果分析48-50
• 4.4 本章小结50-51
• 5 结论及展望51-53
• 5.1 主要研究结论51-52
• 5.2 展望52-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-58
• 附录58

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