煤氧化过程中自由基—活性基团作用机理

发布时间：2017-08-30 06:06

  本文关键词：煤氧化过程中自由基—活性基团作用机理

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【摘要】：煤炭是我国的基础能源,对我国国民经济发展和生活水平提高方面起到举足轻重的作用。但是煤自燃每年造成的经济损失达百亿元,使得完成煤自燃机理以及有效防治技术成为亟待解决的问题。煤是一种结构复杂的大分子物质,在煤的氧化过程中发生了一系列复杂的化学和物理反应,至今还未能在化学层面上清晰地描述自燃过程。虽然能够证实煤自燃和煤中活性基团、自由基有关联,但是具体的反应机制以及二者的关联的研究仍然不是很清晰。通过对现阶段煤的化学分子结构以及煤自燃自由基、活性基团理论的现状分析,以1#霍林河煤电集团扎哈淖尔露天煤矿褐煤、2#张家口蔚县单候煤矿长焰煤、3#山西大同同煤集团同生精通兴旺煤业有限公司不粘煤、4#开滦集团林南仓矿气煤、5#开滦集团唐山矿1/3焦煤、6#开滦集团钱家营矿肥煤、7#开滦集团吕家坨焦煤、8#邢台冀中能源贫煤8个不同变质程度的煤种为研究对象,进行煤程序升温的氧化实验、煤样的电子顺磁共振实验以及红外光谱实验,分别测定了煤氧化过程中气体产物的释放规律、自由基浓度的变化以及煤中官能团的变化。通过以上实验方法和测定的数据进行分析处理,得出了8个煤样在氧化过程中的指标气体释放及自由基浓度的变化规律,确定了指标气体产生及发生突变的温度点;运用拟合方法得到了不同煤种在氧化过程中自由基浓度的变化;通过红外光谱实验的测定分析了不同煤种在温度突变处附近分子结构中的官能团的变化;以褐煤为例,从煤自燃的不同阶段分别做了详细的分析,对煤氧化过程中CO、C_2H_4、C_2H_6、C_3H_8在二者共同作用下的生成原因做了推测,并列出了反应方程式。从宏观和微观层面共同分析了作用机理,初步推断了煤在氧化过程中的不同阶段自由基-活性基团联合作用的机理。
【关键词】：煤氧化 自由基-活性基团 作用机理
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD752.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 引言8-9
• 第1章 文献综述9-16
• 1.1 煤的化学分子结构9-10
• 1.2 煤炭自燃指标气体的研究10-11
• 1.3 煤自燃自由基和活性基团理论研究现状11-16
• 1.3.1 煤自燃学说研究现状11-12
• 1.3.2 煤自燃自由基理论研究现状12-13
• 1.3.3 煤自燃活性基团理论研究现状13-16
• 第2章 不同煤种氧化过程气体产物释放规律16-34
• 2.1 煤样的选取与制备16-17
• 2.1.1 煤样的选取16
• 2.1.2 煤样的制备16-17
• 2.2 工业分析与元素分析17-20
• 2.2.1 煤的工业分析17-19
• 2.2.2 煤的元素分析19-20
• 2.3 煤自燃氧化模拟实验20-33
• 2.3.1 实验过程20-21
• 2.3.2 实验结果分析21-32
• 2.3.3 实验结果总结32-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第3章 煤氧化过程中生成自由基及活性基团变化规律研究34-57
• 3.1 煤样的自由基ESR实验34-39
• 3.1.1 实验过程35-36
• 3.1.2 实验结果及其分析36-39
• 3.2 煤样的傅里叶红外光谱实验研究39-56
• 3.2.1 实验过程40-41
• 3.2.2 煤样的红外吸收特征峰41-42
• 3.2.3 实验结果及分析42-56
• 3.3 本章小结56-57
• 第4章 煤氧化自由基-活性基团联合作用机理分析57-62
• 4.1 煤自燃潜伏期自由基-活性基团联合作用分析57-59
• 4.2 煤自燃自热阶段自由基-活性基团联合作用分析59-61
• 4.3 本章小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 导师简介68
• 企业导师简介68-69
• 作者简介69-70
• 学位论文数据集70

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本文编号：757645