煤热解残余物复燃特性研究

发布时间：2020-04-16 12:32

【摘要】：煤自燃火灾现象在我国十分普遍,因此衍生出的煤矿封闭工作面启封复燃问题也极为严重。目前针对煤矿复燃现象的研究只停留在煤样二次氧化实验分析以及防灭火技术研究方面,关于采空区大片受高温放热影响的未燃烧区域煤体燃烧特性研究尚未开展。因此本文利用热重实验和红外测试等手段,分析三种典型易自燃煤样的热解残余物结构质量特性以及氧化放热特性,发现受高温放热影响的煤体更易自燃且燃烧强度更大,为研究煤体热解残余结构氧化机理以及防治技术提供了相应的理论依据。主要的研究内容包括以下几个方面:(1)采用同步热分析仪对三种煤样进行不同温度下的恒温热解实验,分析不同热解程度下的热解残余结构的反应特征参数,确定其质量特性和阶段特性。结果证明随着热解温度升高,挥发分最大析出速度、挥发分散失量增大,挥发分恒温散失量先增后减,热解残余可燃组分质量减小。这些特征参数变化趋势在450°C时均有明显拐点出现,证明三种煤样的热分解前后阶段临界温度均在450°C左右,反应内容的改变造成了参数的变化。(2)利用FTIR原位测试系统对三种煤样的原煤以及不同热解残余物进行测试,基于量子化学方法对实验红外光谱进行定量分析,计算出不同煤样中基团含量百分比。发现热解反应主要作用于羟基、脂肪烃和芳香烃三种基团,热解温度的升高会导致煤体中羟基、脂肪烃含量减少,芳香烃含量增大。(3)对不同煤样热解残余物进行程序升温下的氧化热重实验,同步测试氧化热流量,分析煤样氧化特征参数以及放热量随热解程度的变化情况。发现随着热解程度加深,煤样着火点温度先降后升,燃烧强度和燃烧集中程度加强,氧化放热量增大。即煤样热解残余物更易自燃且燃烧强度更大,燃烧放热也更多。
【图文】：

技术路线图,技术路线,煤热解

1 绪论及其原因。下的热重实验，确定煤热解的组分特性。利用红外分析实研究煤热解残余结构中的基团余物进行热重氧化实验，对变化规律，得出煤热解残余结及基团特性，发现氧化特性变法对三种易自燃低阶煤样和煤2。

煤样制备,步骤

煤样采集及制备（Collection and preparation of coal sam国易出现煤自然发火现象的煤矿大都以低中阶煤为主，包括褐煤虑到我国煤炭成煤期及煤火的分布地，这里选取以下三种典型易实验分析。表 2-1 煤样信息Table 2-1 Information of Coal samples SL 褐煤 LHG 长焰煤 DLT 气内蒙古新疆山西胜利煤田准东煤田宁武煤锡林浩特胜利东二号露天矿神华新疆能源硫磺沟屯宝矿中煤平朔白垩世中侏罗世石炭二叠褐煤长焰煤气煤电煤、液化、化工用煤锅炉燃煤、化工用煤动力矿现场采取煤样后，需将煤样送至实验室进一步处理，最后获得60 目以及 200-300 目的实验样品，，具体制备步骤如下（图 2-1）：
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ530.2

【参考文献】