本文選題：提質(zhì)褐煤　切入點(diǎn)：水分　出處：《中國(guó)礦業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：褐煤的高水分含量導(dǎo)致其熱值相對(duì)較低,限制了其開(kāi)發(fā)利用。為節(jié)約運(yùn)輸成本,提高燃煤熱值,褐煤需首先進(jìn)行脫水提質(zhì)。提質(zhì)后的褐煤容易復(fù)吸水分,降低了褐煤提質(zhì)的意義;而且提質(zhì)后的褐煤在堆放儲(chǔ)存過(guò)程中復(fù)吸水分的同時(shí)容易低溫氧化而發(fā)生自燃,存在安全隱患。所以,針對(duì)提質(zhì)褐煤易復(fù)吸水分、易氧化自燃的特性,選取提質(zhì)后的昭通褐煤為研究對(duì)象,研究了其水分復(fù)吸規(guī)律。從低溫氧化階段氧氣傳質(zhì)入手,研究了水分對(duì)氧氣在煤體內(nèi)的擴(kuò)散傳質(zhì)過(guò)程及氧氣消耗等方面的作用規(guī)律,獲得了水分在低溫氧化過(guò)程中對(duì)氧氣傳質(zhì)的作用機(jī)制,對(duì)于褐煤的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、利用以及防止煤的自燃具有一定的指導(dǎo)意義。首先,實(shí)驗(yàn)煤樣具備典型褐煤特征—高含水量、高揮發(fā)分,低煤化程度。煤樣表面結(jié)構(gòu)疏松,自燃傾向等級(jí)為Ⅱ級(jí)。因其水分含量高,為提高應(yīng)用價(jià)值,需對(duì)其進(jìn)行干燥。研究了復(fù)吸環(huán)境的溫度和濕度對(duì)提質(zhì)褐煤水分復(fù)吸的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)對(duì)于環(huán)境溫度而言,環(huán)境濕度對(duì)水分復(fù)吸率的影響更大�；贑hung-Pfost模型構(gòu)建了干燥煤樣在30℃時(shí)的平衡含水率最佳預(yù)測(cè)模型,即)]RHln(.ln[Me-.-2030077024=,利用此模型獲得了制備不同含水率煤樣的具體參數(shù)。采用自建的煤低溫氧化程序升溫模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究了不同含水率煤樣在低溫氧化過(guò)程中耗氧速率的變化情況,應(yīng)用分形理論對(duì)不同含水率煤樣在低溫氧化過(guò)程中的孔結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了分析,并且基于靜態(tài)雙容積理論考察了因煤樣水分含量不同而造成低溫氧化過(guò)程中孔隙結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)而影響氧氣在煤體中的擴(kuò)散傳質(zhì)情況。結(jié)果表明,煤樣的內(nèi)在水分對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)的變化有非常明顯的作用。對(duì)于水分含量較低的煤樣(8.93%和11.95%),由于煤粒內(nèi)在水分的脫除,造成孔隙的大量塌陷,較大的孔可能出現(xiàn)裂變或封堵等情況。而對(duì)于含水率較高的煤樣(15.13%和18.08%),雖然內(nèi)水的脫除會(huì)造成孔隙的塌陷,但是在該過(guò)程中除了有水分脫除外,還有一部分多余的水分會(huì)參與煤氧的復(fù)合反應(yīng)形成中間絡(luò)合物,使得煤氧復(fù)合反應(yīng)加劇,從而破壞煤體結(jié)構(gòu),暴露出更多新表面。不同含水率煤樣的氧氣擴(kuò)散系數(shù)均與煤樣的分形維數(shù)呈正相關(guān)。最后,對(duì)不同含水率煤樣氧化燃燒過(guò)程中的TG-DTG-DSC曲線進(jìn)行了分析,計(jì)算了低溫氧化過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。因煤樣含水率的不同,吸氧增重階段的活化能整體變化范圍為9.57~10.36 kJ?mol-1,相比于水分蒸發(fā)及氣體脫附階段活化能(97.61~122.85 kJ?mol-1)來(lái)說(shuō)有大幅度的降低,并且指前因子至少降低了5個(gè)數(shù)量級(jí)。這說(shuō)明吸氧增重階段發(fā)生的主要反應(yīng)(煤氧吸附及反應(yīng))相對(duì)于水分蒸發(fā)及氣體脫附階段的主要反應(yīng)(水分蒸發(fā)、氣體脫附和煤氧吸附及反應(yīng))來(lái)說(shuō)更容易進(jìn)行,但是反應(yīng)速率卻有大幅度的降低。在水分蒸發(fā)及氣體脫附階段,當(dāng)煤樣含水率較低時(shí)(含水率為8.93%、11.95%和15.13%),隨著含水率的增加,煤樣對(duì)水分和氣體的脫附速率就越快,煤樣就可能盡早地發(fā)生氧氣吸附及反應(yīng)。但是對(duì)于含水率較高的煤樣(含水率為18.08%),雖然水分及氣體的蒸發(fā)及脫附速率較快,但是煤樣中的水分含量較高,在蒸發(fā)及脫除的過(guò)程中會(huì)占據(jù)孔道,阻止氧氣進(jìn)入煤體孔隙中。對(duì)于含水率為15.13%的煤樣,因煤樣的自燃氧化性最強(qiáng),煤氧復(fù)合反應(yīng)放出的熱量會(huì)彌補(bǔ)水分蒸發(fā)吸收的熱量,因而該煤樣在水分蒸發(fā)及氣體脫附階段的吸熱量最小。在吸氧增重階段,該煤樣因水分蒸發(fā)及氣體脫附階段結(jié)束的較早,使得煤樣中仍殘余有一部分水分,而這部分水分會(huì)在該階段全部脫除,所以該含水率煤樣在吸氧增重階段的活化能達(dá)到了極大值。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TD849.2

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王剛,趙世柯,江莞;二硅化鉬材料低溫氧化的研究進(jìn)展[J];無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào);2001年06期

2 王德志,劉心宇,左鐵鏞;MoSi_2-Mo_5Si_3復(fù)合材料的低溫氧化行為[J];稀有金屬材料與工程;2002年01期

3 張永剛;羅懿;劉岳龍;魏開(kāi)鵬;楊歡;;紅河油田輕質(zhì)原油低溫氧化實(shí)驗(yàn)及動(dòng)力學(xué)研究[J];油氣藏評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā);2013年06期

4 秦廷武;鄒在幫;王春暖;;差示掃描量熱法在研究煤炭低溫氧化中的應(yīng)用[J];山東礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);1989年02期

5 E.A.Osman ,龔榮輝,王敏 ,王紅梅 ,任飛;低溫氧化原地固砂實(shí)驗(yàn)[J];特種油氣藏;2001年03期

6 王蘭云;蔣曙光;梁運(yùn)濤;吳征艷;;基于靜態(tài)耗氧實(shí)驗(yàn)的煤低溫氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2009年01期

7 唐曉東;蘇旭;崔盈賢;楊凱;鄭存川;;空氣低溫氧化體系對(duì)稠油組成的影響[J];西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年04期

8 鮑鵬程;韓曉強(qiáng);馬月琴;路遙;黃曉義;武立斌;劉方方;;重度原油注空氣低溫氧化過(guò)程研究(英文)[J];化學(xué)研究;2013年04期

9 青松 ,祿千;二氧化硫的濕法低溫氧化[J];硫酸工業(yè);1974年03期

10 F.E.Huggins;G.P.Huffman;周立新;;煙煤的低溫氧化作用:它的檢測(cè)及對(duì)煤轉(zhuǎn)化的影響[J];煤炭轉(zhuǎn)化;1988年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前5條

1 王昭文;陳明樹(shù);萬(wàn)惠霖;;負(fù)載Pd低溫催化CO氧化研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第11分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

2 陳水輝;劉艷春;文杰強(qiáng);彭峰;;甲烷低溫氧化取暖器及其應(yīng)用[A];中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)燃?xì)夥謺?huì)應(yīng)用專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)燃?xì)夥謺?huì)燃?xì)夤釋I(yè)委員會(huì)2012年會(huì)論文集[C];2012年

3 陳智勇;施雯;吳成鴻;徐潤(rùn)翔;;Ti6Al4V低溫氧化處理對(duì)摩擦性能的影響[A];第七屆全國(guó)表面工程學(xué)術(shù)會(huì)議暨第二屆表面工程青年學(xué)術(shù)論壇論文集（二）[C];2008年

4 董慶年;陳學(xué)藝;靳國(guó)強(qiáng);顧永達(dá);;紅外發(fā)射光譜法原位研究褐煤的低溫氧化過(guò)程[A];分子光譜學(xué)進(jìn)展（Ⅸ）[C];1996年

5 譚砂礫;祁新宇;鄭華德;;一氧化碳低溫氧化稀土催化劑的制備與結(jié)構(gòu)特性分析[A];有毒化學(xué)污染物監(jiān)測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2008年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 記者 李陳續(xù)　通訊員 楊保國(guó);中法合作探尋自燃之謎[N];光明日?qǐng)?bào);2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 閆發(fā)志;基于電破碎效應(yīng)的脈沖致裂煤體增滲實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2017年

2 王凱;陜北侏羅紀(jì)煤低溫氧化反應(yīng)性及動(dòng)力學(xué)研究[D];西安科技大學(xué);2015年

3 王丙寅;乙炔和C_9H_(12)航空模型燃料的低溫氧化研究[D];中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所;2017年

4 劉佳佳;真三軸載荷煤體滲流特性及其在瓦斯抽采中的應(yīng)用[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京);2017年

5 孔令坡;低溫氧化對(duì)煤的結(jié)構(gòu)及性能的影響研究[D];北京化工大學(xué);2014年

6 邢利利;典型替代燃料的低溫氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)理論研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

7 唐一博;基于模型化合物的煤表面活性基團(tuán)低溫氧化研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2014年

8 楊哠;微波輻照對(duì)褐煤界面特性影響的研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 高明強(qiáng);提質(zhì)褐煤的水分復(fù)吸及其氧氣傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2017年

2 陳田;水對(duì)煤樣力學(xué)性質(zhì)與破壞形式的影響[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2017年

3 王常彬;真三軸加卸載條件下煤樣應(yīng)力能量演化特征與破裂損傷規(guī)律[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2017年

4 周俊義;加載煤樣各向異性超聲響應(yīng)特征研究[D];河南理工大學(xué);2016年

5 牛欽環(huán);含水煤樣剪切破壞損傷規(guī)律試驗(yàn)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2017年

6 孫佳楠;不同煤樣變壓解吸規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究[D];河南理工大學(xué);2016年

7 連露露;機(jī)械熱壓強(qiáng)化褐煤浮選過(guò)程試驗(yàn)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2017年

8 周一峰;溫壓作用下煤體破壞裂隙演化規(guī)律的研究[D];西安科技大學(xué);2017年

9 王澤濤;基于偏最小二乘回歸法的煤中硫含量近紅外檢測(cè)[D];華北電力大學(xué)(北京);2017年

10 任喜超;酸浸顆粒煤瓦斯解吸擴(kuò)散規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究[D];河南理工大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：1633083