煤田火区高温贫氧氧化燃烧特性参数研究

发布时间：2017-05-24 20:26

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【摘要】：煤田火灾遍布世界各地，已发展成为全球性的灾难，，严重威胁着人类健康、自然环境和煤矿安全生产，造成巨大的资源损失和环境污染。为了进一步研究煤田火区氧化燃烧特性参数的规律，本文针对煤田火区燃烧过程中高温贫氧的特点，在调研现有煤自然发火装置的特点和不足的基础上，自主研发了煤田火区燃烧特性参数实验装置，并进行了相关试验，测试了实验装置的性能，验证了实验装置的可行性，为今后煤田火区的理论研究提供了一种新的研究方法。 针对研究课题的实际需要，借鉴现有煤自然发火实验装置的特点，设计研发的煤田火区燃烧特性参数实验装置，主要包括：可调节的组合气源、高温反应炉、煤样罐、气相色谱仪器。通过对装置的结构和温控方式进行优化设计，该实验装置的模拟温度可以达到1000℃高温，温控性能良好，并可实现在不同氧气浓度气氛下，以不同升温速率或升温方式模拟煤田火区燃烧过程。 在成功研发实验系统的基础上，借鉴课题组多年积累的经验和多次试验，确定了适宜的煤田火区燃烧特性参数的实验条件，并利用该实验条件，成功模拟了煤田火区发生、发展过程，得到了煤田火区高温贫氧氧化燃烧特性参数规律。实验结果表明煤样可以在高温、贫氧的条件下继续反应，放出大量的热量，维持火区的发展扩大，与煤田火区燃烧特点相符，验证了实验装置的合理性和可行性。
【关键词】：煤田火区 实验装置研发 高温贫氧 特性参数 高温程序升温
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD752
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 绪论7-15
• 1.1 研究背景及意义7-8
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势8-13
• 1.2.1 煤田火区燃烧特性8-10
• 1.2.2 煤田火区机理研究现状10-11
• 1.2.3 煤自燃特性参数测定装置11-13
• 1.3 研究内容和技术路线13-15
• 1.3.1 研究内容13
• 1.3.2 技术路线13-15
• 2 煤田火区燃烧特性参数实验装置研发15-30
• 2.1 装置工作原理及设计原则15-16
• 2.1.1 工作原理15
• 2.1.2 设计原则15-16
• 2.2 组成结构及选型16-23
• 2.2.1 气源部分设计16-17
• 2.2.2 高温反应炉设计17-21
• 2.2.3 煤样罐设计21-23
• 2.2.4 气样采集与检测23
• 2.3 系统操作流程及功能23-24
• 2.3.1 系统操作流程23-24
• 2.3.2 装置特点及功能24
• 2.4 装置的温控性能测试24-28
• 2.4.1 升温性能测试24-27
• 2.4.2 温度场均匀性测试27-28
• 2.5 本章小结28-30
• 3 煤田火区燃烧特性参数测试实验方案30-47
• 3.1 实验原理30
• 3.2 实验方案设计原则30
• 3.3 煤样试验过程及结果30-45
• 3.3.1 煤样制备30-31
• 3.3.2 不同条件下程序升温试验31-45
• 3.4 实验方案的确定45-46
• 3.4.1 煤样粒度45
• 3.4.2 高温反应炉升温速率45
• 3.4.3 供气流量45-46
• 3.5 本章小结46-47
• 4 煤田火区高温贫氧氧化燃烧特性参数测试实验47-59
• 4.1 实验条件47
• 4.2 实验过程及现象47-50
• 4.2.1 实验过程47-49
• 4.2.2 实验现象49-50
• 4.3 实验结果及分析50-58
• 4.3.1 煤样温度变化的规律50-51
• 4.3.2 耗氧速率分析51-55
• 4.3.3 气体产生量规律分析55-58
• 4.4 本章小结58-59
• 5 结论及展望59-61
• 5.1 主要结论59
• 5.2 研究展望59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-67
• 附录67

【参考文献】

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本文编号：391922