低阶不粘煤低温氧化及其动力学的研究

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1、安徽工业大学硕士学位论文论文题目：低阶不粘煤低温氧化及其动力学研究StudyonLowTemperatureOxidationandKineticsforLowRanknonCakingCoal作者：甘恢玉学院：化学与化工学院指导教师：郑明东单位：安徽工业大学指导教师：张小勇单位：安徽工业大学论文提交日期：2012年4月23日学位授予单位：安徽工业大学安徽马鞍山243002万方数据独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。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的研究成果，也不包

2、含为获得安徽工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名日期：____________关于论文使用授权的说明本人完全了解安徽工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文,保密的论文在解密后应遵循此规定。签名导师签名日期：____________万方数据安徽工业大学硕士学位论文摘要低阶不粘煤低温氧化及其动力学研究摘要基于低阶不粘煤在炼焦中的应用及储存时

3、间较短的事实，本文研究了不同条件下的低温氧化特性，考察了不同煤样粒度、氧化时间及氧化温度对不粘煤氧化性能的影响，并通过红外以及TG热分析技术研究不粘煤氧化动力学过程，并将不粘煤与气煤的氧化性能相对比较，为生产实际应用提供理论基础。实验结果表明：低阶不粘煤的氧化与温度、粒度及时间有着极为复杂的关系，随着低阶不粘煤氧化温度的升高、粒度的减小及氧化时间的延长，低阶不粘煤氧化程度加剧，自燃倾向加大。当氧化温度从100℃升高到280℃，煤样的总酸性基团含量呈现不断增长趋势，其中尤以0-0.2mm和0.6-1mm粒度范围的煤样增加较为明显，而较大颗粒煤样相对变化较小。随着

4、氧化时间从30min增加到180min时，氧化程度将不断加深，总酸性基团含量变化呈现先增后减的趋势，随煤氧化时间的延长，煤氧复合物分解为CO、CO2、H2及小分子气体，并释放出大量热量。进一步通过红外分析证明煤样氧化过程中官能团变化与滴定分析实验相吻合。对煤样在干燥条件下添加黄铁矿（FeS2）时发现：FeS2对煤氧化存在一定的抑制作用，在干燥条件下的反应性并不活泼，在煤中活性基团的反应生成过程中，这些未反应的含硫成分覆盖在煤颗粒表面形成一层保护膜，堵塞了煤的孔隙结构，阻碍了煤中活性基团与O2之间的接触反应及热量传递。通过TG实验得出不粘煤失重曲线，将氧化过程分

5、为吸氧增重阶段及受热分解等五个阶段，通过Coats-Redfern积分法及Achar-Brindley-Sharp-Wendworth微分法求出一系列活化能E，得出煤样在吸氧增重和热分解阶段的活化能E值，预测大型工业生产中的实际煤场堆放氧化情况。另外，通过在同等实验条件下对常规炼焦气煤研究发现，低变质程度不粘煤较气煤更易氧化，试样的特征温度值远低于常规炼焦中变质程度较低的气煤，气煤开始分解和燃烧温度明显较低，预测不粘煤存储时间约缩短1/2以上。关键词：不粘煤；低温氧化；动力学I万方数据安徽工业大学硕士学位论文AbstractStudyonLowTemperat

6、ureOxidationandKineticsforLowRanknonCakingCoalAbstractTheoxidationperformanceofnoncakingcoalwasinvestigatedindifferentconditioninthispaper,becauseofthefactsthatthelowranknon-cakingcoalhavingashorterstoragetimeinapplicationofcoking.Theeffectofoxidationwouldberesearchonwithlowoxidatio

7、ntemperature,differentparticlesizeofcoalandoxidationtime.TheoxidationkineticsofnoncakingcoalwouldbestudiedbyFTIRandTGA.Therecouldbeprovidingtheoreticalfoundationofpracticalapplicationthroughcomparedthenoncakingcoalwithgascoalabouttheoxidationperformance.Theresultindicatedthatthelow-

8、rankcoalhasextremel