煤自燃过程分段特性及机理的实验研究
发布时间：2021-10-27 18:45
煤自燃是煤炭开采、储存和运输过程中的重要自然灾害之一。现有的对煤自燃过程的研究发现，煤的自热升温过程具有低温缓慢反应和高温快速反应的分段特性，但目前的研究对其产生机理却没有涉及，而认识煤自燃的这一特性对于指导煤矿现场进行煤自燃火灾的防治工作具有重要意义。基于此，论文结合煤自燃过程中的耗氧、放热和产物的宏观特性和煤中官能团、自由基的产生及变化微观特性进行研究，以揭示煤自燃过程的分段特性和产生机理。采用绝热氧化法对不同变质程度煤的自热过程的温升特性进行了研究，通过线性拟合的方法得到了不同煤样的分段临界温度，并对煤在不同阶段内的温升特点和差异进行了对比分析。研究发现，煤的缓慢温升阶段所持续的时间较长，占到了所研究的整个反应过程的90%以上，温升十分缓慢，而一旦进入到快速温升阶段，煤温则在很短的时间内达到200℃以上。同时，对于不同的煤样，越容易发生自燃的煤，缓慢升温阶段所持续的时间越短。这种温升特性表明，煤在缓慢温升阶段和快速升温阶段内的反应特性具有很大的差别，并且煤在缓慢温升阶段内的反应特性决定了煤的自燃难易程度。通过对煤氧化升温过程的放热特性的研究发现，煤的放热量也存在明显的分段特性，在...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
Extended Abstract
图清单
表清单
变量注释表
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.3 研究内容与研究目标
1.4 技术路线
2 煤绝热自燃过程的分段特性
2.1 煤绝热氧化温升过程实验
2.2 煤在不同阶段内的温升特点
2.3 分段临界温度
2.4 不同变质程度煤样自热分段特性对比
2.5 本章小结
3 煤氧化过程的放热分段特性
3.1 煤自燃过程的热分析方法
3.2 煤氧化过程的基本放热特性
3.3 煤氧化过程放热的分段特性及规律
3.4 本章小结
4 不同阶段内煤中主要活性基团反应的热效应计算
4.1 官能团变化的三维测试结果
4.2 原煤中主要官能团及其分布
4.3 官能团的变化规律
4.4 煤发生氧化的主要反应
4.5 不同反应的量子化学计算
4.6 煤氧化过程活化能变化规律
4.7 本章小结
5 煤氧化过程不同阶段内耗氧及气体产物生成特性
5.1 煤氧化过程氧气消耗变化特性
5.2 煤氧化过程气体产物生成特性
5.3 本章小结
6 煤自燃分段特性的机理分析
6.1 煤自燃过程分段特性综合分析
6.2 煤自燃分段特性产生机理
6.3 煤自燃性差异产生机理
6.4 本章小结
7 全文总结
7.1 主要结论
7.2 主要创新点
7.3 研究工作展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤低温氧化热解的热分析实验研究[J]. 余明高,郑艳敏,路长,贾海林. 中国安全科学学报. 2009(09)
[2]煤的受热升温过程及厚度与粒度的影响[J]. 路长,陈亮,余明高,贾海林,林棉金. 火灾科学. 2008(03)
[3]煤的低温氧化实验研究及红外光谱分析[J]. 褚廷湘,杨胜强,孙燕,孙京凯,刘增平. 中国安全科学学报. 2008(01)
[4]易自燃煤漫反射红外光谱特征[J]. 杨永良,李增华,尹文宣,潘尚昆. 煤炭学报. 2007(07)
[5]宁夏煤田火灾的危害及综合治理研究[J]. 齐俊德. 能源环境保护. 2007(02)
[6]基于绝热氧化的煤自燃倾向性鉴定研究[J]. 陆伟,王德明,仲晓星,周福宝. 工程热物理学报. 2006(05)
[7]基于活化能指标的煤的自然发火期研究[J]. 刘剑,陈文胜,齐庆杰. 辽宁工程技术大学学报. 2006(02)
[8]基于活化能的煤自燃倾向性研究[J]. 陆伟,王德明,仲晓星,周福宝. 中国矿业大学学报. 2006(02)
[9]粒度对煤的自燃倾向性表征影响[J]. 刘剑,赵凤杰. 辽宁工程技术大学学报. 2006(01)
[10]利用热重法（TG）确定煤的活化能[J]. 陈文胜,吴强. 黑龙江科技学院学报. 2005(05)
博士论文
[1]煤中活性基团的氧化及自反应过程[D]. 戚绪尧.中国矿业大学 2011
[2]煤大分子化合物结构测定及模型构建[D]. 叶翠平.太原理工大学 2008
[3]煤自燃倾向性的氧化动力学测试方法研究[D]. 仲晓星.中国矿业大学 2008
[4]煤低温氧化性与自燃过程的实验及模拟的研究[D]. 何启林.中国矿业大学 2004
硕士论文
[1]煤氧化的反应机理函数和热效应的研究[D]. 郑艳敏.河南理工大学 2010
[2]基于热分析技术的煤氧化动力学实验研究[D]. 葛新玉.安徽理工大学 2009
本文编号：3462151
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
Extended Abstract
图清单
表清单
变量注释表
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.3 研究内容与研究目标
1.4 技术路线
2 煤绝热自燃过程的分段特性
2.1 煤绝热氧化温升过程实验
2.2 煤在不同阶段内的温升特点
2.3 分段临界温度
2.4 不同变质程度煤样自热分段特性对比
2.5 本章小结
3 煤氧化过程的放热分段特性
3.1 煤自燃过程的热分析方法
3.2 煤氧化过程的基本放热特性
3.3 煤氧化过程放热的分段特性及规律
3.4 本章小结
4 不同阶段内煤中主要活性基团反应的热效应计算
4.1 官能团变化的三维测试结果
4.2 原煤中主要官能团及其分布
4.3 官能团的变化规律
4.4 煤发生氧化的主要反应
4.5 不同反应的量子化学计算
4.6 煤氧化过程活化能变化规律
4.7 本章小结
5 煤氧化过程不同阶段内耗氧及气体产物生成特性
5.1 煤氧化过程氧气消耗变化特性
5.2 煤氧化过程气体产物生成特性
5.3 本章小结
6 煤自燃分段特性的机理分析
6.1 煤自燃过程分段特性综合分析
6.2 煤自燃分段特性产生机理
6.3 煤自燃性差异产生机理
6.4 本章小结
7 全文总结
7.1 主要结论
7.2 主要创新点
7.3 研究工作展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤低温氧化热解的热分析实验研究[J]. 余明高,郑艳敏,路长,贾海林. 中国安全科学学报. 2009(09)
[2]煤的受热升温过程及厚度与粒度的影响[J]. 路长,陈亮,余明高,贾海林,林棉金. 火灾科学. 2008(03)
[3]煤的低温氧化实验研究及红外光谱分析[J]. 褚廷湘,杨胜强,孙燕,孙京凯,刘增平. 中国安全科学学报. 2008(01)
[4]易自燃煤漫反射红外光谱特征[J]. 杨永良,李增华,尹文宣,潘尚昆. 煤炭学报. 2007(07)
[5]宁夏煤田火灾的危害及综合治理研究[J]. 齐俊德. 能源环境保护. 2007(02)
[6]基于绝热氧化的煤自燃倾向性鉴定研究[J]. 陆伟,王德明,仲晓星,周福宝. 工程热物理学报. 2006(05)
[7]基于活化能指标的煤的自然发火期研究[J]. 刘剑,陈文胜,齐庆杰. 辽宁工程技术大学学报. 2006(02)
[8]基于活化能的煤自燃倾向性研究[J]. 陆伟,王德明,仲晓星,周福宝. 中国矿业大学学报. 2006(02)
[9]粒度对煤的自燃倾向性表征影响[J]. 刘剑,赵凤杰. 辽宁工程技术大学学报. 2006(01)
[10]利用热重法（TG）确定煤的活化能[J]. 陈文胜,吴强. 黑龙江科技学院学报. 2005(05)
博士论文
[1]煤中活性基团的氧化及自反应过程[D]. 戚绪尧.中国矿业大学 2011
[2]煤大分子化合物结构测定及模型构建[D]. 叶翠平.太原理工大学 2008
[3]煤自燃倾向性的氧化动力学测试方法研究[D]. 仲晓星.中国矿业大学 2008
[4]煤低温氧化性与自燃过程的实验及模拟的研究[D]. 何启林.中国矿业大学 2004
硕士论文
[1]煤氧化的反应机理函数和热效应的研究[D]. 郑艳敏.河南理工大学 2010
[2]基于热分析技术的煤氧化动力学实验研究[D]. 葛新玉.安徽理工大学 2009
本文编号：3462151
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/3462151.html
