煤二次氧化的自燃特性实验研究

为了研究不同程度的预氧化对煤二次氧化的影响,采用程序升温试验装置先对2组煤样分别进行不同程度的预氧化,再与未做任何处理的原煤样共同程序升温至170℃。结果表明:预氧化温度越高,煤样生成C2H4和C3H6所需温度越低;通过对低温氧化阶段煤分子活化能的计算,得出预氧化170℃的煤样自燃倾向性最强;预氧化75℃的煤样,最大放热强度和耗氧速率大幅度提高,且超过预氧化170℃的煤样及原煤样。     

长焰煤二次氧化特性参数的实验研究

为更好了解低变质程度煤样一次自燃和二次复燃过程中的变化,通过真密度测试实验、油浴程序升温实验和德国布鲁克VERTEX 70傅里叶变换红外光谱仪,从微观、宏观角度阐述了2次氧化造成指标变化的本质原因。该实验研究为低变质煤的开采及防灭火工作提供有力的理论依据。     

高硫煤二次氧化自燃特性参数的实验研究

为研究高硫煤矿复采工作面煤自燃预测预防的问题,采用程序升温实验方法对高硫煤的初次和二次氧化自燃特性参数进行了对比分析。结果表明:高硫煤在二次氧化低温阶段耗氧速率、CO产生率、CO2产生率和放热强度较初次氧化均有所上升,临界温度之后,二次氧化反应剧烈程度有所下降,且二次氧化与初次氧化指标气体不同;高硫煤中的Fe S2对煤氧吸附有一定的影响,初次氧化产生的H+对煤氧复合起促进作用,反应产物Fe(OH)3胶体降低了煤分子的孔隙率,阻碍了二次氧化的煤氧复合反应。实验结果为高硫煤矿复采自燃预报及封闭工作面启封后的防火工作提供了数据支撑。     

褐煤氧化自燃实验与分析

为了找出北皂煤矿预测预报煤层自燃可靠指标,通过对该矿褐煤升温氧化试验,分析了褐煤氧化气体成分变化规律,得出褐煤氧化存在五级氧化过程.结论是北皂煤矿预测预报煤炭自燃应采用以CO为主、C2H4为辅的标准气体指标.     

水浸煤二次氧化特性研究

为了研究水浸煤二次氧化特性参数,对实验的6种煤样进行程序升温实验,检测其比表面积及孔径并进行分析。结果表明:预氧化后的水浸煤较预氧化后的原煤二次氧化气体生成速率及放热强度均有所增大,并且随着预氧化的温度升高,气体生成速率及放热强度也有所增大;预氧化后的水浸煤活化能较预氧化后的原煤和未氧化的原煤均低,随着预氧化温度的升高,活化能也有所降低,导致其自燃倾向性增加;水浸煤比表面积在同等条件下远大于原煤,随着预氧化温度的提高,原煤和水浸煤的比表面积均呈现下降趋势;二次氧化对实验所用的原煤、水浸煤的最可几孔径几乎没有影响,均为4 nm,在最可几孔径下,煤的微分孔体积/平均孔径随着预氧化的温度升高而逐渐降低。     

贫氧环境下褐煤升温氧化特性的实验研究

为了研究贫氧环境下褐煤的升温氧化特性,以内蒙古宝日希勒第一煤矿1#煤层煤样为研究对象,利用热重-气相色谱联用技术在不同氧气体积分数下对煤样进行升温氧化实验,得出贫氧环境下褐煤的热特性曲线(TG、DTG、DSC),同时采用Coats-Redfern动力学方程计算了煤样热解阶段和燃烧阶段的活化能。结果表明:贫氧环境对煤升温燃烧的各个阶段产生不同程度的影响;随着氧气体积分数的降低,特征温度T_3、T_4和T_(max)逐渐增大;吸氧增重阶段增重量和放热量逐渐减小;热解和燃烧阶段的失重量逐渐减少,放热量逐渐降低,活化能呈减小趋势;CO和CO_2峰值温度向高温区域偏移且峰值浓度降低。     

起始温度对煤样二次氧化特性影响的实验研究

火区启封时煤温是决定复燃的重要因素。为研究起始温度对煤样二次氧化特性的影响,将淮南朱集煤矿原始煤样程序升温至170℃后分别降温至20、40、60、80、100、120℃,再程序升温后测定O2、CO、CO2等气体浓度。采用三阶弱化缓冲分析煤样二次氧化特性。     

上榆泉煤矿采空区二次氧化煤体自燃特性实验研究

对上榆泉煤矿I031001综放工作面煤体二次氧化进行研究,结果表明:二次氧化煤样CO出现温度在49℃左右,其预测的温度范围应在194℃之前;二次氧化煤样C2H4和C3H6气体出现的温度分别在163℃左右和194℃左右,C2H4气体的出现可以视为煤的氧化进入加速氧化阶段的标志;C3H6气体的出现可以视为煤的氧化进入激烈氧化阶段的标志;二次氧化煤样C2H2气体初始产生的煤温400℃左右,C2H2气体的出现表明煤已出现明火或阴燃。     

煤二次氧化气体特征实验研究

为了有效预测预防复采工作面煤自燃事故,通过煤自燃程序升温实验台,对煤体进行了预氧化、绝氧降温处理后进行二次氧化程序升温,研究发现二次氧化过程中CO生成率、耗氧速率和最大放热强度较初次氧化时均有所升高,CO2生成率大幅降低,对复采工作面煤自燃监测预报有一定指导意义。     

MgCl_2对煤一次氧化与二次氧化影响的实验研究

为研究MgCl_2对煤一次与二次氧化的影响,采用程序升温法分别研究了长焰煤一次氧化和二次氧化的不同特征。结果表明:未经MgCl_2阻化处理的煤样,一次氧化的CO、CO_2产生量和耗氧速率均高于二次氧化;经MgCl_2阻化处理后的煤样,煤温低于110℃时,一次氧化的CO、CO_2产生量和耗氧速率均低于二次氧化,煤温在110~140℃时,二次氧化比一次氧化反应更完全。     

水浸煤二次氧化自燃危险性实验研究

为研究水浸煤二次氧化升温和降温全过程的自燃危险性,采用程序升温实验方法对原煤、水浸煤初次及二次氧化升温和降温的自燃特性参数进行对比研究,并利用表观活化能计算模型,在直角坐标系中通过线性拟合的方法计算不同温度阶段的表观活化能。实验结果表明：在升温过程干裂温度之后和降温全过程中,煤样的耗氧速率、自燃特征气体的产生率和极限放热强度均符合水浸煤高于对应原煤、二次氧化高于对应初次氧化的规律;表观活化能方面,水浸煤低于对应原煤、二次氧化低于对应初次氧化。因此水浸煤的自燃危险性更大。     

褐煤氧化过程官能团变化特性研究#br# #br#

为研究褐煤氧化过程中关键官能团的变化特征,利用原位漫反射傅里叶红外光谱仪在空气和氮气气氛下从30℃升温至450℃。并对常温状态下的红外光谱曲线进行分峰拟合,找出煤样本身含有的官能团种类及含量大小,然后对比各个官能团在热解与氧化过程中的变化规律,以找出煤氧化影响的关键官能团。结果表明：煤样中主要含有的是含氧官能团(36.67%),其次为羟基(33.37%)、脂肪烃(18.65%)、芳香烃(11.31%)|氧化过程中影响的羟基主要是分子间缔合的氢键,游离羟基和分子内羟基不受氧气影响,只受温度影响|因而羟基中的氧化关键官能团为分子间缔合的氢键,其余氧化影响的关键官能团有：六种振动形式的脂肪烃,芳烃—CH及芳环中—C=C—骨架以及羰基、羧基、酸酐。     

煤样二次氧化过程中自燃特性规律研究

通过煤自燃程序升温试验台,对煤体进行初次氧化升温、绝氧降温封闭处理后二次氧化升温实验,研究了在二次氧化过程中各特征气体产生浓度以及耗氧速度的变化,并对比初次氧化得出煤样二次氧化的自燃特征气体产生浓度及耗氧速度的变化规律,为火区启封判断条件提供理论依据。     

氯盐阻化剂抑制煤初次和二次氧化特性的实验研究

为了研究阻化剂对煤样初次与二次氧化特性的影响,选用KCl、Ca Cl2、Mg Cl2和Na Cl等4种常用阻化剂对原煤样和初次氧化煤样分别进行处理,通过程序升温实验,研究阻化剂对煤的两次氧化过程自燃特性的影响程度。研究结果表明:阻化剂对初次氧化煤样的阻化率影响较大,对二次氧化煤样的耗氧速率影响较大,对两种煤样自燃的临界温度均有较大的提高;阻化剂对煤的初次氧化和二次氧化过程均有较好的阻化作用,对初次氧化煤样的阻化效果更明显;4种常见的氯盐类阻化剂对煤样两次氧化过程阻化能力大小的排序均为Mg Cl2Ca Cl2Na ClKCl。     

复合阻化剂抑制褐煤氧化自燃的实验研究

针对单体阻化剂对褐煤自燃效果单一问题,对单体阻化剂氯化镁、磷酸二氢铵和低聚磷酸铵进行了正交复配,并对煤样进行了阻化处理和程序升温实验,研究了褐煤阻化前后指标气体CO的变化规律,并以前期和后期阻化率为评价指标,分析了不同配比的阻化效果。实验结果表明,效果最好的复合阻化剂配比为28 g的Mg Cl2、8 g的NH4H2PO4、12 g的APP,其复合阻化液质量分数为20%。     

二次氧化煤燃烧和灭火过程的实验研究

采空区遗煤属于二次氧化煤,遗煤自燃严重威胁着煤矿安全生产。 氮气可作为灭火剂对 遗煤自燃进行抑制。 为研究氮气对二次氧化煤的影响,本文采用了热重分析和程序升温系统分 别对升温过程和灭火过程进行了实验与分析。 在升温过程中,随着氮气浓度的增加,特征温度均 有所上升,氮气对二次氧化煤的燃烧具有抑制作用。 在降温灭火过程中,以温度和指标气体CO 浓度作为监测参数,对其灭火效果进行实验。 分析发现,在程序升温到400℃的二次氧化煤中通 入氮气与空气的混合气体,当氮气与空气的体积比为50% /50% 时,较自然降温的时间节约了 38.0% ,CO浓度降至0所需的时间减少了42.1% 。 氮气浓度越高,二次氧化煤的灭火时间越快, 生成的产物越少,灭火效果越好。     

混合气氛下褐煤热解特性的实验研究

在模拟煤地下气化过程中气化剂参与状态的条件下,采用卧式干馏炉进行褐煤恒温热解,对乌兰察布褐煤在单一气氛(N_2、CO_2及H_2O)及混合气氛(CO_2/N_2、H_2O(g)/N_2)下的原煤热解特性进行研究,综合分析了温度和气氛对原煤热解特性的影响。研究结果表明:在单一和混合气氛下,热解气氛对半焦产率的影响较小,其变化趋势基本相似;热解气氛中的H_2O有利于焦油的生成;混合气氛下水产率一般要大于单气氛;对于煤气组分,当热解终温升高时,H_2浓度随着H_2O与C的还原反应速率的增大而不断升高,高达60%;升温有利于混合气氛下CH_4的析出和CO浓度的提高,分别达到22%和45%;对于烃类组分,单气氛下的烃类气体浓度大于混合气氛,这是由于混合气氛与热解产物进行化学反应,破坏了烃类分子结构。     

褐煤干燥特性与动力学研究

褐煤粒径分布宽,成分多样,初始含水率多变,干燥特性复杂。考察了粒度、密度、初始含水率和温度对褐煤干燥特性的影响,得到了褐煤含水率随干燥时间的变化规律,建立了褐煤干燥动力学方程。结果表明：褐煤干燥经历快速干燥和慢速干燥两个阶段,干燥速率随密度和温度增大而增大,随粒度、初始含水率增大而减小|干燥动力学最佳模型为Page模型,模型常数与粒度、密度、初始含水率和温度有经验关系,方程能较好地预测干燥过程中褐煤的动态含水率。     

煤的氧化特性实验研究

测定煤样在不同氧浓度下的耗氧速度,是煤炭自燃研究和理论分析计算的关键问题。为了获得工作面煤样在不同氧浓度下的耗氧速度,采用封闭耗氧实验新方法。该方法根据实验罐内煤氧化过程中氧浓度变化特有的规律,间接获得所需参数,可获得更大信息量。通过对煤样氧化特性的实验研究,了解了煤样在常温情况、不同氧浓度下的耗氧速度以及与CO的生成比率,为判定煤样的自燃级别和进行采空区自燃数值模拟提供了重要参数。