本文關鍵詞：煤氧化過程中自由基—活性基團作用機理

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【摘要】：煤炭是我國的基礎能源,對我國國民經(jīng)濟發(fā)展和生活水平提高方面起到舉足輕重的作用。但是煤自燃每年造成的經(jīng)濟損失達百億元,使得完成煤自燃機理以及有效防治技術成為亟待解決的問題。煤是一種結構復雜的大分子物質(zhì),在煤的氧化過程中發(fā)生了一系列復雜的化學和物理反應,至今還未能在化學層面上清晰地描述自燃過程。雖然能夠證實煤自燃和煤中活性基團、自由基有關聯(lián),但是具體的反應機制以及二者的關聯(lián)的研究仍然不是很清晰。通過對現(xiàn)階段煤的化學分子結構以及煤自燃自由基、活性基團理論的現(xiàn)狀分析,以1#霍林河煤電集團扎哈淖爾露天煤礦褐煤、2#張家口蔚縣單候煤礦長焰煤、3#山西大同同煤集團同生精通興旺煤業(yè)有限公司不粘煤、4#開灤集團林南倉礦氣煤、5#開灤集團唐山礦1/3焦煤、6#開灤集團錢家營礦肥煤、7#開灤集團呂家坨焦煤、8#邢臺冀中能源貧煤8個不同變質(zhì)程度的煤種為研究對象,進行煤程序升溫的氧化實驗、煤樣的電子順磁共振實驗以及紅外光譜實驗,分別測定了煤氧化過程中氣體產(chǎn)物的釋放規(guī)律、自由基濃度的變化以及煤中官能團的變化。通過以上實驗方法和測定的數(shù)據(jù)進行分析處理,得出了8個煤樣在氧化過程中的指標氣體釋放及自由基濃度的變化規(guī)律,確定了指標氣體產(chǎn)生及發(fā)生突變的溫度點;運用擬合方法得到了不同煤種在氧化過程中自由基濃度的變化;通過紅外光譜實驗的測定分析了不同煤種在溫度突變處附近分子結構中的官能團的變化;以褐煤為例,從煤自燃的不同階段分別做了詳細的分析,對煤氧化過程中CO、C_2H_4、C_2H_6、C_3H_8在二者共同作用下的生成原因做了推測,并列出了反應方程式。從宏觀和微觀層面共同分析了作用機理,初步推斷了煤在氧化過程中的不同階段自由基-活性基團聯(lián)合作用的機理。
【關鍵詞】：煤氧化 自由基-活性基團 作用機理
【學位授予單位】：華北理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD752.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 引言8-9
• 第1章 文獻綜述9-16
• 1.1 煤的化學分子結構9-10
• 1.2 煤炭自燃指標氣體的研究10-11
• 1.3 煤自燃自由基和活性基團理論研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3.1 煤自燃學說研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 煤自燃自由基理論研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.3 煤自燃活性基團理論研究現(xiàn)狀13-16
• 第2章 不同煤種氧化過程氣體產(chǎn)物釋放規(guī)律16-34
• 2.1 煤樣的選取與制備16-17
• 2.1.1 煤樣的選取16
• 2.1.2 煤樣的制備16-17
• 2.2 工業(yè)分析與元素分析17-20
• 2.2.1 煤的工業(yè)分析17-19
• 2.2.2 煤的元素分析19-20
• 2.3 煤自燃氧化模擬實驗20-33
• 2.3.1 實驗過程20-21
• 2.3.2 實驗結果分析21-32
• 2.3.3 實驗結果總結32-33
• 2.4 本章小結33-34
• 第3章 煤氧化過程中生成自由基及活性基團變化規(guī)律研究34-57
• 3.1 煤樣的自由基ESR實驗34-39
• 3.1.1 實驗過程35-36
• 3.1.2 實驗結果及其分析36-39
• 3.2 煤樣的傅里葉紅外光譜實驗研究39-56
• 3.2.1 實驗過程40-41
• 3.2.2 煤樣的紅外吸收特征峰41-42
• 3.2.3 實驗結果及分析42-56
• 3.3 本章小結56-57
• 第4章 煤氧化自由基-活性基團聯(lián)合作用機理分析57-62
• 4.1 煤自燃潛伏期自由基-活性基團聯(lián)合作用分析57-59
• 4.2 煤自燃自熱階段自由基-活性基團聯(lián)合作用分析59-61
• 4.3 本章小結61-62
• 結論62-63
• 參考文獻63-67
• 致謝67-68
• 導師簡介68
• 企業(yè)導師簡介68-69
• 作者簡介69-70
• 學位論文數(shù)據(jù)集70

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