煤缓慢氧化释放CO速率的影响因素研究
发布时间：2021-09-28 23:55
为了研究煤缓慢氧化与CO释放速率的关系,采集采空区内的煤样作为实验研究对象,改变不同实验条件,模拟煤样在采空区内实际的自燃环境,同时利用数值计算方法计算各种条件下煤样缓慢氧化过程中CO释放速率,在此基础上利用因子模型确定CO释放速率的主要因素有:温度,O2浓度,平均粒径,空气流量。其中O2影响因子0.897,温度为0.895,空气流量为0.827,粒径为0.773。由CO释放速率多因素耦合公式与氧化升温实验验证知,温度与粒径、氧浓度这两个因素的交互作用是负效应,使CO释放速率的值减弱;与空气流量的交互作用为强烈的正化效应,使得CO释放速率的值明显增大。O2浓度、温度和空气流量对CO的产生占主导作用并验证了灰色关联的计算结果。采用工业与元素分析、DSC特性曲线等实验对五种不同变质程度煤样进行实验研究。结果表明在相同升温速率条件下,随着水分（Mad）与挥发分（Vad）的增加,煤的变质程度的降低,表观活化能减小,煤的自燃倾向性变大,煤样的吸收峰峰值呈上升趋势,零值点向低温偏移,CO释放速率升高,反之亦然。研究不同氧化升温条件下煤的CO产生机理对预防矿井火灾工作提供了重要的理论依据。图29幅;...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
484工作面通风系统图
第2章CO释放速率的影响因素研究-11-2.2氧化升温实验分析选择唐山矿采空区煤样进行实验研究，采用控制变量法进行氧化升温试验，并结合因子分析法对实验进行指导。2.2.1实验参数及设备实验仪器有气相色谱仪（型号：KSS-5690A；第一通道为色谱柱配合热导检测器分析O2，N2，H2；第二通道为色谱柱配合氢焰检测器分析CH4，C2H6，C2H4，C2H2；最后一个通道则是分析CO和CO2，CH4；气体检测精度0.0001%）。其他仪器还有型号为GB-1000B空气泵；型号为GH-200氢气发生器；型号为YLF-1000煤升温氧化炉；实验温度控制仪；计算机采集信息系统；数据处理系统；其他实验装置有锤子；筛子；电子天平。具体实验设备如图3所示。图3气相色谱测试设备Fig.3Gaschromatographytestequipment测定用量杯备好的煤样，用电子天平称取80g。制备好的煤样立即装入样品袋中，保证煤样新鲜，尽量不受到空气氧化。实验条件为有以下变量：煤样粒度；空气流量；升温速率；O2浓度；温度；孔隙率；视密度；煤体积。八个变量任意组合进行氧化升温实验，当程序升温箱内温度达到预定温度时，测量煤样温度，同时收集气体，利用气相色谱仪取其气样进行气体分析。将80g煤样放入煤样罐内，将盖子改好密封，将煤样罐放入温度程序控制箱内，分别连接进风口、出风口和温度探头。用洗衣水气泡，用刷子检查设备的气密性。实验过程中，将预先配好的不同浓度的O2引入煤样罐，气压为0.04MPa，程
华北理工大学硕士学位论文-18-表9解释的总方差Table9Explainsthetotalvariances成分初始特征值提取平方和载入旋转平方和载入合计方差/%累积/%合计方差/%累积/%合计方差/%累积/%13.5844.7144.713.5844.7144.712.8535.6235.6222.00125.0169.722.0025.0169.722.4230.2365.8531.0913.7183.421.0913.7183.421.4117.5783.4240.637.8791.29——————50.516.3697.65——————60.131.5699.22——————70.050.6299.83——————80.010.17100.0——————注：主成分分析从图4也可以看出，前三个因素都在一个斜率很大的斜线段上面，而从第四个因素来看，斜率变得平缓，因此选择前三个因素作为主要因素。图4碎石图Fig.4Graveldiagram根据旋转后的因子载荷表，如表10可以知道，主因子包括：温度，O2浓度，平均粒径，空气流量，这四个影响因素说明主成分一是反应实验条件的维度，其方差贡献率为44.7%，是三个因子中贡献最大的一个，说明这一主成分对整体氧化升温实验的影响最大，第二第三因子对其影响较小，本文将采空区内CO释放速率的
本文编号：3412784
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
484工作面通风系统图
第2章CO释放速率的影响因素研究-11-2.2氧化升温实验分析选择唐山矿采空区煤样进行实验研究，采用控制变量法进行氧化升温试验，并结合因子分析法对实验进行指导。2.2.1实验参数及设备实验仪器有气相色谱仪（型号：KSS-5690A；第一通道为色谱柱配合热导检测器分析O2，N2，H2；第二通道为色谱柱配合氢焰检测器分析CH4，C2H6，C2H4，C2H2；最后一个通道则是分析CO和CO2，CH4；气体检测精度0.0001%）。其他仪器还有型号为GB-1000B空气泵；型号为GH-200氢气发生器；型号为YLF-1000煤升温氧化炉；实验温度控制仪；计算机采集信息系统；数据处理系统；其他实验装置有锤子；筛子；电子天平。具体实验设备如图3所示。图3气相色谱测试设备Fig.3Gaschromatographytestequipment测定用量杯备好的煤样，用电子天平称取80g。制备好的煤样立即装入样品袋中，保证煤样新鲜，尽量不受到空气氧化。实验条件为有以下变量：煤样粒度；空气流量；升温速率；O2浓度；温度；孔隙率；视密度；煤体积。八个变量任意组合进行氧化升温实验，当程序升温箱内温度达到预定温度时，测量煤样温度，同时收集气体，利用气相色谱仪取其气样进行气体分析。将80g煤样放入煤样罐内，将盖子改好密封，将煤样罐放入温度程序控制箱内，分别连接进风口、出风口和温度探头。用洗衣水气泡，用刷子检查设备的气密性。实验过程中，将预先配好的不同浓度的O2引入煤样罐，气压为0.04MPa，程
华北理工大学硕士学位论文-18-表9解释的总方差Table9Explainsthetotalvariances成分初始特征值提取平方和载入旋转平方和载入合计方差/%累积/%合计方差/%累积/%合计方差/%累积/%13.5844.7144.713.5844.7144.712.8535.6235.6222.00125.0169.722.0025.0169.722.4230.2365.8531.0913.7183.421.0913.7183.421.4117.5783.4240.637.8791.29——————50.516.3697.65——————60.131.5699.22——————70.050.6299.83——————80.010.17100.0——————注：主成分分析从图4也可以看出，前三个因素都在一个斜率很大的斜线段上面，而从第四个因素来看，斜率变得平缓，因此选择前三个因素作为主要因素。图4碎石图Fig.4Graveldiagram根据旋转后的因子载荷表，如表10可以知道，主因子包括：温度，O2浓度，平均粒径，空气流量，这四个影响因素说明主成分一是反应实验条件的维度，其方差贡献率为44.7%，是三个因子中贡献最大的一个，说明这一主成分对整体氧化升温实验的影响最大，第二第三因子对其影响较小，本文将采空区内CO释放速率的
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