氧化粉及炭化粉的氧化自燃特征研究
发布时间：2021-11-13 12:19
在煤质活性炭制备过程中,原煤需经破碎后进行氧化和炭化生产工艺处理,然而在此工艺过程中产生了大量的氧化粉和炭化粉,氧化粉和炭化粉作为煤质活性炭制备过程的副产物,在堆积条件下易发生蓄热自燃,危险性较大,为了探究氧化粉和炭化粉的氧化自燃特征,本文选取煤质活性炭生产所用原煤及制备过程产生的氧化粉和炭化粉,采用实验测试对所选样品的理化特征、热效应、热动力学特征及氧化过程气体释放规律进行研究,为后续氧化粉和炭化粉的自燃防治及综合利用提供基础依据。（1）采用氮吸附实验、扫描电镜实验及傅里叶变换红外实验对所选样品微观形貌、孔径结构参数及活性官能团变化进行实验测定,结果表明,经过氧化和炭化工艺处理,氧化粉和炭化粉的孔结构参数较之原煤出现增大,原煤和氧化粉的中孔占比最多,炭化粉的大孔占比最多;原煤表面平整光滑,质地紧密。而氧化粉和炭化粉较之原煤样品表面粗糙,质地疏松,呈现发达的孔隙结构;氧化粉和炭化粉中芳香烃结构、含氧官能团及脂肪烃结构相对含量均大于原煤。（2）采用C80微量热仪和差式量热仪分别对氧化低温阶段和高温阶段放热特性进行测定,得出放热量及热流曲线特征温度变化,结果表明,经过氧化和炭化工艺处理,氧...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
煤质活性炭生产工艺过程
1绪论3图1.3神华新疆活性炭公司氧化粉及炭化粉堆积场1.1.2研究意义（1）由于氧化粉和炭化粉易发生蓄热自燃，在实际工业生产及储存运输中，易发生自燃事故，危险性较大，因此，本文将重点探究经过煤质活性炭制备过程产生的氧化粉及炭化粉的氧化自燃特征。（2）通过实验手段，研究经过氧化及炭化生产工艺处理，氧化粉和炭化粉的物理化学性质及氧化氧化特征的改变，以此为后续氧化粉和炭化粉的自燃防治及综合利用提供基础依据。1.2国内外研究现状1.2.1煤及煤质活性炭自燃机理目前对于煤质活性炭自燃机理的相关研究较少，只是从一些基础实验进行氧化自燃探究，由于煤质活性炭的是以煤为原料，与煤具有相似的物理化学性质，因此对于煤质活性炭的自燃机理研究，我们将借鉴有关煤的自燃机理研究。煤的自燃研究开始于17世纪，学者们提出的学说主要有黄铁矿作用学说，细菌作用学说，酚基作用学说及煤与氧复合作用学说，但至今对煤自燃的机理的认识仍各持己见，相较于其它学说，煤与氧复合作用理论学说得到众多学者的认同。随着研究技术的进步，对于煤自燃后续学者们又提出了一系列具体理论学说，例如基团作用理论学说，研究指出煤中的孔隙会吸附氧气发生氧化，导致煤易发生自燃反应。之后学者又提出了自由基作用学说，Unal[10]采用ESR技术对煤氧化过程中自由基浓度进行测定，结果发现自由基在煤低温氧化过程参与了反应；Martin[11]针对低温氧化过程中
西安科技大学硕士学位论文10其余不合格粒径样品均通过筛网过滤排出炉体外部，进行袋装堆积储存，即为氧化粉、炭化粉。由于破碎工艺只是经过了原煤破碎，并未经过高温高压等工艺条件处理，氧化粉及炭化粉的物理化学性质并未出现改变，因此，为了研究经过氧化及炭化工艺氧化粉及炭化粉的物理化学特性的改变，本文样品选取氧化和炭化生产工艺前一阶段的破碎原煤颗粒与氧化粉和炭化粉进行对比分析研究。本文实验选取神华新疆能源公司活性炭分公司煤质活性炭生产所用的原煤（不粘煤）、及氧化粉、炭化粉，如图2.1所示。现场采集新鲜样品后密封保存运至实验室，在实验室空气气氛中破碎，低温充氮条件下保存，样品工业与元素分析结果如表2.1所示。图2.1实验所采集样品表2.1样品煤质分析结果样品工业分析/%元素分析/（%，daf）MadAadVadFCadFCad/VadCHONS原煤4.402.4033.2659.941.8075.654.13316.171.3200.24氧化粉2.672.8630.2964.182.1276.684.23615.621.1490.26炭化粉2.728.0020.4468.843.3779.553.98113.821.7880.29氧化粉炭化粉原煤
【参考文献】：
期刊论文
[1]热分析动力学研究方法的新进展[J]. 任宁,王昉,张建军,郑新芳. 物理化学学报. 2020(06)
[2]基于热重红外联用的煤二次氧化自燃特性研究[J]. 张辛亥,卢苗苗,白亚娥,秦政. 矿业安全与环保. 2018(05)
[3]煤基活性炭的孔隙结构及氧化动力学特性[J]. 肖旸,陈龙刚,黄传亮,张馨悦,白祖锦. 西安科技大学学报. 2018(05)
[4]汾西炼焦煤中含氧官能团分布特征[J]. 葛涛,张明旭,蔡川川. 煤炭学报. 2017(S2)
[5]氧气体积分数与升温速率对弱黏煤燃烧特性的影响[J]. 文虎,黄遥,张玉涛,李亚清. 煤炭学报. 2017(09)
[6]基于密度泛函理论的活性炭孔径分布改进算法[J]. 朱子文,郑青榕,陈武,王泽浩,唐政. 化工学报. 2017(09)
[7]煤质粉末活性炭自燃和热稳定性分析[J]. 李平,尤飞,周慧婷,王文达,朱专成. 安全与环境学报. 2017(02)
[8]不同自燃性煤氧化阶段的表征差异[J]. 余明高,袁壮,褚廷湘,郭品坤,郑凯. 重庆大学学报. 2017(02)
[9]《“十三五”节能减排综合工作方案》解读[J]. 建设科技. 2017(01)
[10]活性炭制备技术及应用研究综述[J]. 蒋剑春,孙康. 林产化学与工业. 2017(01)
博士论文
[1]含瓦斯氧化气氛对自燃氧化过程中煤微观理化特性及宏观热效应影响研究[D]. 胡新成.中国矿业大学 2017
[2]煤自燃特性宏观表征参数及测试方法研究[D]. 许延辉.西安科技大学 2014
[3]煤自燃阶段特征及其临界点变化规律的研究[D]. 屈丽娜.中国矿业大学（北京） 2013
硕士论文
[1]新疆矿区中低阶煤全孔径孔隙结构特征的实验研究[D]. 卜婧婷.西安科技大学 2019
[2]煤自燃阻化剂高温阻燃特性研究[D]. 刘立威.中国矿业大学 2019
[3]活性炭吸附处理甲苯废气燃爆危险研究[D]. 王浩.河北科技大学 2019
[4]基于热分析的煤基活性炭氧化自燃实验研究[D]. 黄传亮.西安科技大学 2018
[5]生物质燃料储存时自加热过程及其对燃料特性的影响[D]. 田晓芳.东南大学 2018
[6]陕北侏罗纪煤氧化自燃特性实验研究[D]. 王凯.西安科技大学 2013
[7]变形煤的微观结构特征及其吸附响应[D]. 郎伟伟.河南理工大学 2012
[8]活性炭自燃危险性的研究[D]. 王宁.大连理工大学 2012
[9]木质活性炭自燃特性和机制研究[D]. 徐凡.中国林业科学研究院 2012
[10]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：3493006
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
煤质活性炭生产工艺过程
1绪论3图1.3神华新疆活性炭公司氧化粉及炭化粉堆积场1.1.2研究意义（1）由于氧化粉和炭化粉易发生蓄热自燃，在实际工业生产及储存运输中，易发生自燃事故，危险性较大，因此，本文将重点探究经过煤质活性炭制备过程产生的氧化粉及炭化粉的氧化自燃特征。（2）通过实验手段，研究经过氧化及炭化生产工艺处理，氧化粉和炭化粉的物理化学性质及氧化氧化特征的改变，以此为后续氧化粉和炭化粉的自燃防治及综合利用提供基础依据。1.2国内外研究现状1.2.1煤及煤质活性炭自燃机理目前对于煤质活性炭自燃机理的相关研究较少，只是从一些基础实验进行氧化自燃探究，由于煤质活性炭的是以煤为原料，与煤具有相似的物理化学性质，因此对于煤质活性炭的自燃机理研究，我们将借鉴有关煤的自燃机理研究。煤的自燃研究开始于17世纪，学者们提出的学说主要有黄铁矿作用学说，细菌作用学说，酚基作用学说及煤与氧复合作用学说，但至今对煤自燃的机理的认识仍各持己见，相较于其它学说，煤与氧复合作用理论学说得到众多学者的认同。随着研究技术的进步，对于煤自燃后续学者们又提出了一系列具体理论学说，例如基团作用理论学说，研究指出煤中的孔隙会吸附氧气发生氧化，导致煤易发生自燃反应。之后学者又提出了自由基作用学说，Unal[10]采用ESR技术对煤氧化过程中自由基浓度进行测定，结果发现自由基在煤低温氧化过程参与了反应；Martin[11]针对低温氧化过程中
西安科技大学硕士学位论文10其余不合格粒径样品均通过筛网过滤排出炉体外部，进行袋装堆积储存，即为氧化粉、炭化粉。由于破碎工艺只是经过了原煤破碎，并未经过高温高压等工艺条件处理，氧化粉及炭化粉的物理化学性质并未出现改变，因此，为了研究经过氧化及炭化工艺氧化粉及炭化粉的物理化学特性的改变，本文样品选取氧化和炭化生产工艺前一阶段的破碎原煤颗粒与氧化粉和炭化粉进行对比分析研究。本文实验选取神华新疆能源公司活性炭分公司煤质活性炭生产所用的原煤（不粘煤）、及氧化粉、炭化粉，如图2.1所示。现场采集新鲜样品后密封保存运至实验室，在实验室空气气氛中破碎，低温充氮条件下保存，样品工业与元素分析结果如表2.1所示。图2.1实验所采集样品表2.1样品煤质分析结果样品工业分析/%元素分析/（%，daf）MadAadVadFCadFCad/VadCHONS原煤4.402.4033.2659.941.8075.654.13316.171.3200.24氧化粉2.672.8630.2964.182.1276.684.23615.621.1490.26炭化粉2.728.0020.4468.843.3779.553.98113.821.7880.29氧化粉炭化粉原煤
【参考文献】：
期刊论文
[1]热分析动力学研究方法的新进展[J]. 任宁,王昉,张建军,郑新芳. 物理化学学报. 2020(06)
[2]基于热重红外联用的煤二次氧化自燃特性研究[J]. 张辛亥,卢苗苗,白亚娥,秦政. 矿业安全与环保. 2018(05)
[3]煤基活性炭的孔隙结构及氧化动力学特性[J]. 肖旸,陈龙刚,黄传亮,张馨悦,白祖锦. 西安科技大学学报. 2018(05)
[4]汾西炼焦煤中含氧官能团分布特征[J]. 葛涛,张明旭,蔡川川. 煤炭学报. 2017(S2)
[5]氧气体积分数与升温速率对弱黏煤燃烧特性的影响[J]. 文虎,黄遥,张玉涛,李亚清. 煤炭学报. 2017(09)
[6]基于密度泛函理论的活性炭孔径分布改进算法[J]. 朱子文,郑青榕,陈武,王泽浩,唐政. 化工学报. 2017(09)
[7]煤质粉末活性炭自燃和热稳定性分析[J]. 李平,尤飞,周慧婷,王文达,朱专成. 安全与环境学报. 2017(02)
[8]不同自燃性煤氧化阶段的表征差异[J]. 余明高,袁壮,褚廷湘,郭品坤,郑凯. 重庆大学学报. 2017(02)
[9]《“十三五”节能减排综合工作方案》解读[J]. 建设科技. 2017(01)
[10]活性炭制备技术及应用研究综述[J]. 蒋剑春,孙康. 林产化学与工业. 2017(01)
博士论文
[1]含瓦斯氧化气氛对自燃氧化过程中煤微观理化特性及宏观热效应影响研究[D]. 胡新成.中国矿业大学 2017
[2]煤自燃特性宏观表征参数及测试方法研究[D]. 许延辉.西安科技大学 2014
[3]煤自燃阶段特征及其临界点变化规律的研究[D]. 屈丽娜.中国矿业大学（北京） 2013
硕士论文
[1]新疆矿区中低阶煤全孔径孔隙结构特征的实验研究[D]. 卜婧婷.西安科技大学 2019
[2]煤自燃阻化剂高温阻燃特性研究[D]. 刘立威.中国矿业大学 2019
[3]活性炭吸附处理甲苯废气燃爆危险研究[D]. 王浩.河北科技大学 2019
[4]基于热分析的煤基活性炭氧化自燃实验研究[D]. 黄传亮.西安科技大学 2018
[5]生物质燃料储存时自加热过程及其对燃料特性的影响[D]. 田晓芳.东南大学 2018
[6]陕北侏罗纪煤氧化自燃特性实验研究[D]. 王凯.西安科技大学 2013
[7]变形煤的微观结构特征及其吸附响应[D]. 郎伟伟.河南理工大学 2012
[8]活性炭自燃危险性的研究[D]. 王宁.大连理工大学 2012
[9]木质活性炭自燃特性和机制研究[D]. 徐凡.中国林业科学研究院 2012
[10]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：3493006
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