粒径对煤氧化升温进程影响的试验研究

为研究粒径对煤氧化升温进程的影响,利用程序升温试验系统,分析潞安集团李阳煤矿15号煤层5种不同粒径煤样氧化升温进程中O_2,CO,C_2H_4等气体的生成规律,并计算了不同粒径煤样的耗氧速率和CO,CO_2,C_2H_4气体的产生速率以及煤自燃倾向性判定指数。结果表明:该煤层自燃临界温度约80℃,干裂温度约135℃,气体产生速率临界温度约160℃;从试验初期到干裂温度段,各煤样气体生成总量变化不大,超过干裂温度后,气体生成量变化幅度增大;煤样在超过气体产生速率临界温度后,各气体的产生速率开始有较大幅度增加,且粒径越小的煤样气体产生速率的变化幅度越大;随着煤样粒径的减小,煤样和O_2反应面积增大,交叉点温度相应降低,煤样粒径对煤自燃倾向性有明显影响。     

绝热氧化法研究煤的自燃特性

介绍了一种绝热氧化实验设备及其实验方法，利用该设备测试了3种煤样的低温氧化自热升温过程，成功实现了100g左右小煤样的煤自然发火过程模拟试验研究，获得了煤在绝热状态下的氧化升温曲线，建立了煤的绝热氧化产热量计算的数学模型，对实验过程中煤在绝热条件下的氧化产热量进行了计算，获得了不同温度段煤的绝热氧化升温速率和产热速率。     

不同粒径原煤、初次氧化煤与二次氧化煤氧化特性对比分析

为了揭示氧化对不同粒径煤结构的作用机理,采用电子自旋共振波谱仪(ESR)和傅里叶红外光谱(FTIR)技术分析5种粒径的原煤、初次氧化煤、二次氧化煤,研究氧化对煤分子自由基种类、自由基浓度和官能团含量的影响。结果表明:不同粒径煤样中自由基种类数(g因子)由大到小依次为初次氧化煤,二次氧化煤,原煤,自由基浓度由大到小依次为二次氧化煤,初次氧化煤,原煤,煤粒径越小,这种变化趋势越明显;煤粒径>0.124 mm时,C—O含量由大到小依次为二次氧化煤,初次氧化煤,原煤,煤粒径<0.124 mm时,则C—O含量由大到小依次为初次氧化煤,二次氧化煤,原煤;不同粒径煤样中脂肪烃含量由大到小依次为原煤,初次氧化煤,二次氧化煤,同时初次氧化煤与二次氧化煤脂肪烃含量的差值随粒径减小而逐渐减小。     

大明煤低温氧化过程的固体核磁共振研究

从室温至300℃范围,每隔50℃分别对空气中大明煤进行2h氧化,运用13C固体核磁共振技术,分析大明煤及其氧化产物的分子结构,用分峰拟合方法分析煤分子中芳族碳和脂族碳的变化趋势,得到大明煤低温氧化规律．     

氧气体积分数对不同粒径烟煤低温氧化燃烧特性的影响研究

为研究氧气体积分数对不同粒径烟煤低温氧化、燃烧特性的影响,利用煤氧化动力学测试系统,对0.20～0.30 mm,>0.30～0.45 mm,>0.45～0.60 mm,>0.60～0.90 mm 4种粒径烟煤煤样在21%,18%,14%,5%氧气体积分数下进行程序升温实验,分析煤样CO与C₂H₄指标性气体产生量、产热速率和动力学参数的变化规律,并运用煤氧反应微观演化机理进行论证。结果表明：氧气体积分数为14%时,不同粒径煤样的交叉点温度相差较小,指标性气体释放量相差较大,且最大升温速率拟合曲线斜率减小较快(减小近50%);随着氧气体积分数增加,煤样最大产热速率和总放热量增大,初始放热温度降低;控制氧气体积分数在14%以下能有效预防氧化放热作用导致的煤自燃事故。     

煤的低温氧化升温规律实验研究

对煤样进行系列恒温加热,得到煤样中心温度变化曲线以及各温度氧化后煤样的质量变化.分析表明:煤的氧化升温是由于煤中各级活性成分与氧发生放热反应造成的;贫煤约在220℃,280℃,330℃和490℃时,褐煤约在203℃,290℃以及368℃时出现明显的升温速率波峰,表明在这些温度点附近是各级活性成分集中发生反应的区域.     

煤粒径对气体产生规律和自燃倾向性影响研究

应用程序升温实验系统,对沙曲煤矿24305和25301两个采煤工作面进行了不同粒径煤样的程序升温实验,研究不同粒径煤样升温氧化过程中O_2、CO、CO_2、CH_4、C_2H_4、C_2H_6和C_3H_8等气体的产生规律,并计算了不同粒径煤样的耗氧速度和自燃倾向性判定指数。研究结果表明,煤样粒径越小,对氧气的吸附能力越强,耗氧量也越大;随煤样温度的上升,不同粒径煤样的耗氧速度和标志气体体积分数均由缓慢增加变为急剧增加,且煤样粒径越小其变化趋势越明显;煤样粒径越小,煤样的临界温度和干裂温度越低,煤的自燃性越强。     

煤系黄铁矿氧化溶解速率与矿物粒径的关系

模拟了煤矿井酸性水环境，以三价铁离子为氧化剂对不同粒径的煤系黄铁矿样品进行了氧化溶解动力学实验研究，对实验过程进行了pH，Eh及γ(电导率)在线监测．结果表明，在不同粒径反应体系中随着固-液相反应的进行，pH及Eh值呈下降趋势，说明黄铁矿的氧化产酸和消耗氧化剂的过程；电导率值表现为先升后降，表明反应前期主要是溶解氧化反应，后期发生了氢氧化铁共沉淀反应．对于煤系纯度较低的黄铁矿在液相中的氧化反应，平均反应速率与矿物颗粒粒径倒数成正比，即颗粒小的黄铁矿易氧化，产酸快．     

不同品质煤的着火动力学参数研究

主要针对水泥分解炉内的燃烧工况对不同煤质的煤的着火动力学参数进行了研究。结果表明：从无烟煤、贫煤、烟煤，其反应速率越来越大，着火活化能越来越低。干燥无灰基固定碳含量增加，其着火活化能逐渐升高，反应速率逐渐降低。     

乳化条件对氧化蜡乳液颗粒粒径的影响

利用激光粒度分析仪对制备氧化蜡乳液过程中的HLB值、乳化剂的质量分数、乳化温度、搅拌速率以及乳化时间对氧化蜡乳液的颗粒粒径的影响进行了考察。实验结果表明,最佳乳化条件为:复合乳化剂质量分数为3.0%、HLB值为12、乳化温度为85℃、搅拌速率为800r/min、乳化时间为35min。在最佳乳化条件下,氧化蜡乳液颗粒的最小粒径可以达到66.2nm。     

Calculation of Apparent Activation Energy of Coal Oxidation at Low Temperatures by Measuring CO Yield

By analyzing previous studies on activation energy of coal oxidation at low temperatures, a theoretical calculation model of apparent activation energy is established. Yield of CO is measured by using the characteristic detector of coal oxidation at 30-90 ℃. The impact of parameters, such as airflow and particle size, on activation energies is analyzed. Finally, agreement was obtained between activation energies and the dynamic oxygen absorbed in order to test the accuracy of the model. The results show that： 1） a positive exponential relation between concentration of CO and temperature in the process of the experiment is obtained： increases are almost identical and the initial CO is low; 2） the apparent activation energies increase gradually with the sizes of particle at the same airflow, but the gradients increase at a decreasing rate; 3） the apparent activation energies increase linearly with airflow. For the five coal particles, the differences among the energies are relatively high when the airflow was low, but the differences were low when the airflow was high; 4） the optimum sizes of particle, 0.125-0.25 ram, and the optimum volume of airflow, 100 mL/min, are determined from the model; 5） the apparent activation energies decrease with an increase in oxygen absorbed. A negative exponential relation between the two is obtained,     

煤炭低温吸氧过程及其热效应

根据煤炭低温吸氧过程的３种途径,设计、研制了煤炭低温吸氧过程的试验装置,并对４种煤样的低温吸氧过程进行了试验;最后,通过煤炭低温吸氧过程的热效应分析,对煤炭自燃机理进行了探讨     

HMX粒度对其撞击感度的影响研究

通过实验研究了6种粒度HMX的撞击感度,以及将粗细颗粒的样品按一定比例级配后对撞击感度的影响.结果表明,HMX粒度与其撞击感度存在显著的线性相关关系,经粗细颗粒级配后的样品的撞击感度介于粗颗粒样品和细颗粒样品的撞击感度之间,且随着细颗粒所占比例的增大,级配样品的撞击感度减小.本文从理论上对实验结果进行了探讨.     

给矿粒度对棒磨产品粒度分布和能耗的影响

使用装有扭矩测试系统的半工业规模棒磨机,研究了磨机给矿粒度和分批作业磨矿机时间对棒磨产品粒度分布及能量消耗的影响;讨论了棒磨机中的粒度选择性磨矿现象.     

电厂飞灰颗粒粒径对冲蚀磨损性能影响的试验研究

研究了电厂不同粒径的灰粒在常温态和热态时对冲蚀磨损的影响规律。两种工况的试验结果表明:在试验粒径范围内,常温态时,随着粒径的增大,磨损率会逐渐增大,当粒径增大到一定程度时,磨损率会趋于平缓;而热态时,随着粒径的增大,磨损率并没有明显变化。显然,常温中颗粒大小对材料冲蚀磨损的影响要明显大于高温中的冲蚀磨损。     

煤矸石固结压密性与颗粒级配缺陷关系研究

重点探讨了煤矸石粒度分布的级配与压密性的关系问题,用不同颗粒级配煤矸石所作的压密和渗透对比试验的结果表明,影响天然煤矸石固结压密性的主要级配缺陷是细小颗粒含量比例过低,通过适当提高矸石中细小颗粒含量的级配改良,不但可以有效提高煤矸石的固结性,使其在较低的压密能量下取得较高的固结压密程度,并且能够使煤矸石的水稳性得到明显改善     

颗粒粒径对泥石流形成影响的试验研究

为研究泥石流受土体颗粒粒径的影响,将细砂和中砂按不同质量比配置6组不同颗粒粒径的试验试样,进行泥石流室内模型试验。试验结果表明：颗粒粒径对泥石流的形成模式具有重要影响,随着细砂含量的增加,泥石流的形成模式从滑坡型破坏变为流滑型破坏。当细砂含量小于40％时,坡体分层块体下滑,发生滑坡型破坏;当细砂含量大于40％时,坡体整体快速下滑,发生流滑型破坏。分析中砂坡体泥石流形成过程中孔隙水压力变化规律,揭示了降雨作用下泥石流形成过程中水土作用关系。本文结果为泥石流研究提供理论参考价值。