煤低温氧化动力学特性的研究

《煤低温氧化动力学特性的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、隶。轫大·粤硕士学位论文万方数据煤低温氧化动力学特性的研究万方数据lNVESTIGATlONONTHEKINETICS0FLOWTEMPERATUREOXIDATIONOFCOALADissertation(Thesis)SubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYLiBoSupervisedbyProf．SHENGChang—dongSchoolofEnergyandEnvironmentSoutheastUniversityApril20

2、14万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：垄≥虫日期：2哪牛银以东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人

3、电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：—奎趣导师签名：万方数据摘要自燃是煤炭开采、运输和储存过程中的自然灾害之一·。众所周知，低温氧化是煤自加热和自燃的主要机理，而动力学参数作为描述氧化过程的基础特性数据，可用于预测煤自燃的倾向和指导煤自燃灾害的防治。为此，论文课题采用多种实验方法对典型高挥发分煤从接近于室温到着火温度的低温氧化过程的动力学特性进行了

4、系统的研究。采用篮子加热法对6种煤(菲律宾煤、印尼煤、内蒙神华煤、神新准东煤、天池能源煤、乌东煤)的自燃过程进行了实验研究；采用交叉点温度(CPT)法和热释放(HR)法对在80-160℃范围内的低温氧化动力学和放热特性进行了分析。测得的表观活化能E。由高到低依次为神新准东煤、内蒙神华煤、乌东煤、印尼煤、天池能源煤和菲律宾煤；氧化放热功率从高到低依次为内蒙神华煤、天池能源煤、印尼煤、菲律宾煤和乌东煤，神新准东煤在温度较低时氧化放热功率较低，温度较高时氧化放热功率相对较高。结果表明，神新准东煤与印尼煤、菲律宾煤低温氧化和自燃特性接近，内蒙神华煤和

5、天池能源煤更容易发生自燃，乌东煤相对不容易发生自燃。基于热重分析(TGA)和差示扫描量热(DSC)同步热分析开发了一种分析煤低温氧化动力学特性的新方法，并应用于6种煤的动力学特性的研究。结果表明，煤的主体燃烧阶段的氧化动力学特性不能用来描述低温氧化过程：TGA／DSC同步热分析方法能够测量从放热反应开始到着火温度的低温氧化过程的动力学特性；在相同的温度范围内，TGA／DSC方法和篮子加热法测量低温氧化动力学参数和热释放速率是等效的。因此，所开发的TGA／DSC同步热分析可作为一种简单、便捷的低温氧化动力学分析方法应用于煤自加热和自燃特性的研究

6、和工程实际。应用TAM恒温量热分析方法研究了2种煤样在30—70℃的放热特性和动力学特性。结果显示，温度对低温氧化及放热过程影响显著，温度越高放热功率峰越高，整体放热功率也越高，相应的一定时间内的放热量越多；神新准东煤在温度较低时氧化放热能力较内蒙神华煤弱，温度较高时氧化放热能力较强；TAM分析法测得的表观活化能E。与CPT法得到的结果基本一致，二者放热量的差异主要可能是两种方法测量时水分行为的差异造成的。采用原位漫反射傅立叶红外变换光谱观察了煤在低温氧化过程中表面官能团结构的演化。研究表明，煤的官能团结构的红外特征峰在50℃时主要为游离羟基

7、、C—H及C—OH的振动带，体现了水分的变化和行为，只有内蒙神华煤表现出较明显的氧吸附和表面反应；随着温度的升高，羰基C=O的振动带开始显著，且温度越高，反应时间越久，C=O各吸收峰的强度越强，也即02吸附和氧化反应能力越强，C=O的形成是煤低温氧化阶段增重的主要原因。主要官能团结构的演变解释了低温氧化过程的机理及其随温度的变化。关键词：煤，低温氧化，动力学特性万方数据AbstractSpontaneouscombustionisoneofthenaturaldisastersduringcoalmining，transportationan

8、dstorage．Whilelowtemperatureoxidationiswellknowntobethemajormechanismresponsiblefo