褐煤自燃特性及提质改性处理影响的机理研究
发布时间：2021-12-16 19:40
褐煤自燃频发于褐煤开采、运输和存储等环节,造成煤炭资源大量损耗,对生产设备与人员的安全构成巨大威胁。为了充分利用褐煤资源,防范褐煤自燃、保障存储安全是褐煤开发利用过程中十分重要的一环。围绕褐煤易自燃的现象,本文通过实验手段研究了提质改性处理和阻燃剂对褐煤自燃特性的影响;采用量子化学计算分析了褐煤中活性基团的结构特征与氧化反应机理。在水热处理后,褐煤的化学组成向高阶煤发展,主要表现为挥发分含量下降,固定碳含量升高;含氧官能团、脂肪烃的含量减少而芳香碳的相对含量增加。水热处理对褐煤孔隙结构的影响集中在中孔区域。褐煤的比表面积、总孔容随水热提质温度的升高呈现先迅速增大后缓慢下降的变化趋势。水热提质褐煤的自燃倾向性主要受提质温度控制。当提质温度低于260℃,比表面积与孔容大幅增加使褐煤的自燃倾向性增强。提质温度超过260℃,化学组成和官能团分布在高温下变化加剧,取代孔隙成为控制自燃倾向性的主要因素,导致褐煤的自燃倾向性下降。采用微波辐照对锡盟褐煤进行了短时脱水干燥处理。随微波辐照时间的增加,褐煤的自燃倾向性呈现先升高后下降的变化趋势。当微波辐照时间低于1.5min时,由于含水量显著下降,孔隙结...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２?１９６５？２０１６年我国的一次能源消费结构［１］??
浙江大学博士学位论文?第一章绪论??煤炭在我国一次能源结构中的比重曾长期在７０％以上。如图１－２所示，２００６？２０１６??年，我国能源消费总量保持着年均５．４６％的增长幅度。但自２００７年起，煤炭在??我国能源消费总量中所占比重开始持续下降，煤炭消耗总量在２０１３年达到峰值??１９６９．ＩＭｔｏｅ?（百万吨石油当量）后也开始连续降低。２０］６年，我国煤炭产量下??降７．９?％，消费总量下降了?１．６?％，煤炭在一次能源中的比重下降至历史最低值６?２?％。??石油、天然气在我国一次能源结构中的占比为２５．１％。除化石燃料之外，水电是??我国一次能源的最大来源。近几年我国水电的发展速度下滑，截止２０１６年，水??电的占比约８．６％。相较之下，核能、风能、太阳能等清洁能源迎来快速增长期。??这主要得益于相关技术的快速发展和国家政策的大力扶持
布的孔隙结构。??１．２煤炭自燃国内外研究现状??煤炭自燃是由煤低温氧化引起的自然发火现象。图１－４显示了煤堆自燃的发??生过程。堆积状态的煤与空气接触后氧化放热，热量在适宜条件下积累引起煤温??升高，导致氧化进一步加快。如此循环直至煤温升高至着火点，自燃发生。煤炭??自燃若是发现和处理不及时，将会发展为火灾。??雜?｜??〉ｙ?／??＿？§）?畫晉會．??ｔ?＾？散热??０－?￣￣Ｉ＾?篆?°：??煤堆??图１－４煤堆中自燃的发生过程??煤田火灾就是由煤炭自燃所引起的自然灾害，我国是世界上遭受煤田火灾影??响最严重的国家。据统计，我国２５个主要产煤省区的１３０多个大中型矿区均不??同程度受到煤层自然发火的威胁。全国已查明的正在燃烧的煤田火区共有５６处，??总面积达７２０ｋｍ２，主要位于西北和华北地区，火灾密集程度从东向西逐渐增强，??集中分布于新疆、宁夏、内蒙古、甘肃、青海、陕西、山西等７省１６］
【参考文献】：
期刊论文
[1]内蒙古乌达煤田煤火治理效果的遥感监测与评估[J]. 李峰,梁汉东,赵小平,白江伟,崔玉坤. 国土资源遥感. 2017(03)
[2]褐煤自燃倾向测定及其低温氧化反应过程研究[J]. 玄伟伟,王倩,张建胜. 煤炭学报. 2016(10)
[3]我国煤矿火灾防治现状及发展对策[J]. 梁运涛,侯贤军,罗海珠,田富超,于贵生. 煤炭科学技术. 2016(06)
[4]水在化学反应中的(助)催化作用研究进展[J]. 常春然,赵亚帆,龙波,黄正清,李隽. 中国科学:化学. 2016(01)
[5]基于交叉点温度法煤自燃倾向性评定指标的物理内涵[J]. 王寅,王海晖. 煤炭学报. 2015(02)
[6]云南褐煤结构的FTIR分析[J]. 韩峰,张衍国,蒙爱红,李清海. 煤炭学报. 2014(11)
[7]褐煤模型化合物中含氧官能团脱出反应的理论研究[J]. 汤海燕,赵茂爽,冯莉,曹泽星. 高等学校化学学报. 2014(11)
[8]煤自燃中的各种基元反应及相互关系:煤氧化动力学理论及应用[J]. 王德明,辛海会,戚绪尧,窦国兰,仲晓星. 煤炭学报. 2014(08)
[9]煤自燃模型化合物苯甲醚和苯甲醇的低温氧化[J]. 唐一博,李增华,杨永良,马冬娟,刘震,季淮君. 煤炭学报. 2012(12)
[10]火电厂煤场自燃的形成特征及防控方法[J]. 韩宏彬. 中国电力. 2013(04)
博士论文
[1]基于氧化特性的煤自燃阻化剂机理及性能研究[D]. 杨漪.西安科技大学 2015
[2]基于模型化合物的煤表面活性基团低温氧化研究[D]. 唐一博.中国矿业大学 2014
[3]防治煤自燃的凝胶泡沫及特性研究[D]. 张雷林.中国矿业大学 2014
[4]添加剂对煤低中温氧化过程的影响及其机理研究[D]. 战婧.中国科学技术大学 2012
本文编号：3538716
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２?１９６５？２０１６年我国的一次能源消费结构［１］??
浙江大学博士学位论文?第一章绪论??煤炭在我国一次能源结构中的比重曾长期在７０％以上。如图１－２所示，２００６？２０１６??年，我国能源消费总量保持着年均５．４６％的增长幅度。但自２００７年起，煤炭在??我国能源消费总量中所占比重开始持续下降，煤炭消耗总量在２０１３年达到峰值??１９６９．ＩＭｔｏｅ?（百万吨石油当量）后也开始连续降低。２０］６年，我国煤炭产量下??降７．９?％，消费总量下降了?１．６?％，煤炭在一次能源中的比重下降至历史最低值６?２?％。??石油、天然气在我国一次能源结构中的占比为２５．１％。除化石燃料之外，水电是??我国一次能源的最大来源。近几年我国水电的发展速度下滑，截止２０１６年，水??电的占比约８．６％。相较之下，核能、风能、太阳能等清洁能源迎来快速增长期。??这主要得益于相关技术的快速发展和国家政策的大力扶持
布的孔隙结构。??１．２煤炭自燃国内外研究现状??煤炭自燃是由煤低温氧化引起的自然发火现象。图１－４显示了煤堆自燃的发??生过程。堆积状态的煤与空气接触后氧化放热，热量在适宜条件下积累引起煤温??升高，导致氧化进一步加快。如此循环直至煤温升高至着火点，自燃发生。煤炭??自燃若是发现和处理不及时，将会发展为火灾。??雜?｜??〉ｙ?／??＿？§）?畫晉會．??ｔ?＾？散热??０－?￣￣Ｉ＾?篆?°：??煤堆??图１－４煤堆中自燃的发生过程??煤田火灾就是由煤炭自燃所引起的自然灾害，我国是世界上遭受煤田火灾影??响最严重的国家。据统计，我国２５个主要产煤省区的１３０多个大中型矿区均不??同程度受到煤层自然发火的威胁。全国已查明的正在燃烧的煤田火区共有５６处，??总面积达７２０ｋｍ２，主要位于西北和华北地区，火灾密集程度从东向西逐渐增强，??集中分布于新疆、宁夏、内蒙古、甘肃、青海、陕西、山西等７省１６］
【参考文献】：
期刊论文
[1]内蒙古乌达煤田煤火治理效果的遥感监测与评估[J]. 李峰,梁汉东,赵小平,白江伟,崔玉坤. 国土资源遥感. 2017(03)
[2]褐煤自燃倾向测定及其低温氧化反应过程研究[J]. 玄伟伟,王倩,张建胜. 煤炭学报. 2016(10)
[3]我国煤矿火灾防治现状及发展对策[J]. 梁运涛,侯贤军,罗海珠,田富超,于贵生. 煤炭科学技术. 2016(06)
[4]水在化学反应中的(助)催化作用研究进展[J]. 常春然,赵亚帆,龙波,黄正清,李隽. 中国科学:化学. 2016(01)
[5]基于交叉点温度法煤自燃倾向性评定指标的物理内涵[J]. 王寅,王海晖. 煤炭学报. 2015(02)
[6]云南褐煤结构的FTIR分析[J]. 韩峰,张衍国,蒙爱红,李清海. 煤炭学报. 2014(11)
[7]褐煤模型化合物中含氧官能团脱出反应的理论研究[J]. 汤海燕,赵茂爽,冯莉,曹泽星. 高等学校化学学报. 2014(11)
[8]煤自燃中的各种基元反应及相互关系:煤氧化动力学理论及应用[J]. 王德明,辛海会,戚绪尧,窦国兰,仲晓星. 煤炭学报. 2014(08)
[9]煤自燃模型化合物苯甲醚和苯甲醇的低温氧化[J]. 唐一博,李增华,杨永良,马冬娟,刘震,季淮君. 煤炭学报. 2012(12)
[10]火电厂煤场自燃的形成特征及防控方法[J]. 韩宏彬. 中国电力. 2013(04)
博士论文
[1]基于氧化特性的煤自燃阻化剂机理及性能研究[D]. 杨漪.西安科技大学 2015
[2]基于模型化合物的煤表面活性基团低温氧化研究[D]. 唐一博.中国矿业大学 2014
[3]防治煤自燃的凝胶泡沫及特性研究[D]. 张雷林.中国矿业大学 2014
[4]添加剂对煤低中温氧化过程的影响及其机理研究[D]. 战婧.中国科学技术大学 2012
本文编号：3538716
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