不同温度和氧浓度预氧化煤自燃特性研究

发布时间：2025-07-03 01:23

　　在采空区、封闭火区以及煤田火区存在大量的预氧化煤,由于其自燃特性和原煤相差较大,所以导致我国煤炭复燃现象频发。本文利用程序升温的方法,在不同氧化温度和氧浓度下对原煤进行氧化。通过理论分析和实验研究,对比分析了预氧化煤和原煤微观结构特性、热失重特性以及热效应等方面的异同,并确定了氧化温度和氧浓度对预氧化煤自燃特性的影响和氧化温度的临界值随氧浓度改变的变化趋势。研究结果对采空区复燃火灾、启封火区过程以及煤田火灾防治工作的早期预警及防控具有重要的指导意义。利用程序升温的方法,分别在5%、9%、13%、18%以及21%氧体积分数的氧氮混合气氛中,将原煤氧化到100℃、200℃、300℃以及400℃制得预氧化煤。根据傅里叶红外光谱实验结果可得,预氧化煤中官能团的种类与原煤相似,只是含量不同。官能团的含量随着氧化温度的变化规律不同,-OH和含氧官能团呈现出波动变化;芳烃-CH的含量逐渐降低,取代芳烃和芳香环-C=C-的含量先增大后减小。此外,随着氧浓度升高预氧化煤中官能团的含量也会发生变化,-OH的含量先降低后升高。100℃和400℃的预氧化煤中的脂肪烃先升高后降低,而200℃和300℃预氧化煤则表...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 预氧化煤活性基团演化研究进展
        1.2.2 预氧化煤自燃过程研究
        1.2.3 预氧化煤自燃过程热效应研究
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究技术路线
2 预氧化煤微观结构特征分析
    2.1 预氧化煤的制备过程
    2.2 微观结构特征分析
        2.2.1 实验方法
        2.2.2 主要官能团分析
    2.3 主要官能团的变化规律
        2.3.1 氧化温度对主要官能团变化的影响
        2.3.2 氧浓度对主要官能团变化的影响
    2.4 本章小结
3 预氧化煤自燃过程失重特性研究
    3.1 实验方法
        3.1.1 热分析实验设备及原理
        3.1.2 实验条件
    3.2 煤氧化过程特征参数
        3.2.1 氧化失重的特征温度和阶段
        3.2.2 燃烧特性参数
    3.3 预氧化煤自燃过程特征分析
        3.3.1 TG-DTG结果分析
        3.3.2 热反应过程的阶段特性
    3.4 本章小结
4 预氧化煤自燃过程热效应研究
    4.1 实验方法
        4.1.1 热分析实验设备及原理
        4.1.2 实验条件
    4.2 热效应分析
        4.2.1 氧化放热的特征温度和阶段
        4.2.2 低温热效应
        4.2.3 高温热效应
    4.3 氧化温度的临界值
    4.4 本章小结
5 结论及展望
    5.1 主要结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：4055542