收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

低温氧化对煤质特征及其分子结构影响的研究

徐辉  
【摘要】:本论文主要讨论低中等变质程度的煤炭自然氧化不同时间,考察煤质特征变化的原因和分子结构变化的规律,通过煤质特征分析实验,讨论了实验煤样的水分、发热量、挥发分、粘结性的变化情况。采用热重及差示扫描量热分析(TG-DSC)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)等手段分别对实验煤样和氧化煤样的动力学参数、分子结构、焦渣特性以及显微组分结构进行表征,验证了煤低温氧化煤质特征变化的原因和分子结构变化的规律,说明煤炭低温氧化煤质特征变化的机理。 实验研究表明:不同煤样经低温自然氧化不同时间,主要使褐煤和长焰煤的水分降低;而对中等变质程度以上的烟煤,水分受低温氧化的影响较小。(1)随着煤样变质程度的升高,发热量变化的趋势是:褐煤长焰煤不粘煤和弱粘煤气煤和1/3焦煤。褐煤Qgr,d热损失为8.4%,长焰煤热损失率为5.29%,不粘煤和弱粘煤发热量下降的趋势基本相同,热损失率分别为3.5%和3.6%,气煤和1/3焦煤的热损失率分别为2.5%和2.0%。(2)低温氧化使煤样的挥发分和粘结性都呈现下降的趋势,对于褐煤和长焰煤挥发分受氧化的影响明显降低,下降的趋势是褐煤长焰煤不粘煤和弱粘煤气煤和1/3焦煤,随着变质程度的增高,氧化对挥发分的影响逐渐减小,同时其焦渣特征值下降。粘结性变化的趋势是1/3焦煤气煤弱粘煤,煤的结焦性变差。 实验表征结果:(1)通过热分析DSC-TG,根据求解的热解动力学机理函数,求出了实验煤样低温氧化后活化能的变化值(ΔE),分别为:褐煤39.07kJ/mol;长焰煤31.59kJ/mol;不粘煤22.84KJ/mol;弱粘煤19.96kJ/mol;气煤15.87kJ/mol;1/3焦煤12.51kJ/mol;说明随着变质程度的增加,煤样的活化能变化值减少,氧化的程度降低,氧化放出的热值减少,煤样发热量的变化值就减小。(2)傅里叶变化红外表明,褐煤和长焰煤以及不粘煤、弱粘煤氧化易使醇、酚羟基等活性基团易生成羧基,且矿物质含量较少。气煤和1/3焦煤,芳环化程度较高,氧化易使醇、酚羟基等活性基团易生成酯和羰基。(3)通过扫描电子显微镜分析,经低温氧化60day,1/3焦煤焦渣特征值从7降到5,气煤特征值从6变化到4,粘结性性煤的焦渣表面空隙结构变小,空隙表面变得密集。(4)通过ATR-FTIR红外光谱分析,烟煤的粘结性和结焦性变化的原因主要是氧化影响显微组分中镜质组和壳质组的结构,镜质组和壳质组中环烷烃或脂肪烃的-CH3和CH2以及醇、醚键的比例较大,是受氧化的主要组分,惰质组组分的结构芳环化程度最高,是最稳定的组分。氧化使环烷烃或脂肪烃以及环氧键断裂生成醇、醚键、羰基和CH4等有机小分子结构,使镜质组和壳质组的含量减少,造成分子中脂肪烃和环烷烃的比例下降,增加了芳环的稳定结构,导致煤样受热分解过程不易形成氢的再分配和脱落的小分子侧链官能团减少,致使小分子胶质体液相的来源减少,粘结性和结焦性变差,挥发分降低。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 梁栋;王成卫;陈六平;;大明煤低温氧化过程的固体核磁共振研究[J];深圳大学学报(理工版);2007年01期
2 张厚安,李颂文,龙春光,唐果宁;MoSi_2基复合材料低温氧化行为的研究[J];功能材料;2000年03期
3 张厚安,刘心宇,胡小平,唐果宁;MoSi_2低温氧化动力学研究[J];湘潭矿业学院学报;2001年02期
4 丁波;刘艳华;李铮伟;张水香;;乙醇的低温光催化氧化实验研究[J];燃料化学学报;2006年02期
5 李永昕;薛冰;李再峰;陈兴权;Pradeep K Agarwal;;凝结热对低阶煤低温氧化过程的影响[J];燃料化学学报;2006年04期
6 彭担任,蒋荣侠,徐正华;三河尖煤矿7~#煤层煤样氧化试验[J];江苏煤炭;1996年02期
7 王钦方;旗山煤矿煤层自然发火规律探讨[J];煤炭科技;1998年03期
8 梁栋;王云鹤;肖淑衡;;大隆煤升温氧化时煤表面的介观特性[J];黑龙江科技学院学报;2007年01期
9 张纪领;尹燕华;张志梅;;CO低温氧化霍加拉特催化剂的研究[J];工业催化;2007年06期
10 席俊杰;;MoSi_2及其复合材料的高温和低温抗氧化性能研究[J];金属热处理;2007年07期
11 薛冰;柳娜;李永昕;Pradeep K Agarwal;;相对湿度对低阶煤低温氧化过程的影响[J];煤炭转化;2007年04期
12 张纪领;尹燕华;张志梅;周智勇;;CO低温氧化霍加拉特催化剂的研究综述[J];舰船防化;2007年03期
13 陆伟;;基于耗氧量的煤自燃倾向性快速鉴定方法[J];湖南科技大学学报(自然科学版);2008年01期
14 刘德新;陈连涛;丁军涛;曹朋云;;稠油低温氧化降粘剂的合成与性能评价[J];石油天然气学报;2008年03期
15 刘利;许红英;陈鹏;崔文权;梁英华;;干燥脱水工艺对煤低温氧化活化能影响的研究[J];煤炭工程;2010年06期
16 曾小军;赵黛青;汪小憨;蒋利桥;张立志;;二甲醚低温氧化及甲醛生成特性实验研究[J];工程热物理学报;2011年01期
17 任允芙,杨李香;有关攀钢烧结矿中钙钛矿的研究[J];烧结球团;1987年01期
18 戴广龙;;煤低温氧化过程气体产物变化规律研究[J];煤矿安全;2007年01期
19 李永昕;薛冰;柳娜;Pradeep K Agarwal;;低阶煤在湿的氧气下低温氧化过程热力学规律[J];煤炭转化;2007年02期
20 孙和平;魏威;;徐州矿区主采煤层自燃标志性气体研究[J];煤炭科技;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 佘继红;林庆玲;江东亮;;多孔碳化硅陶瓷的低温氧化烧结[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
2 江莞;;高性能光、热元件用二硅化钼基复合材料的研究[A];2000年材料科学与工程新进展(上)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
3 谭砂砾;祁新宇;郑华德;;一氧化碳低温氧化稀土催化剂的制备与结构特性分析[A];有毒化学污染物监测与风险管理技术交流研讨会论文集[C];2008年
4 董园园;吕爱花;金明善;徐秀峰;索掌怀;安立敦;;载体对纳米金催化剂用于CO氧化反应活性的影响[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
5 顾智军;郑晨;刘树彬;项顼;李峰;;类钙钛矿复合金属氧化物Ca_2Co_xFe_(2-x)O_5的制备和催化性能[A];第四届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2007年
6 陈智勇;施雯;吴成鸿;徐润翔;;Ti6Al4V低温氧化处理对摩擦性能的影响[A];第七届全国表面工程学术会议暨第二届表面工程青年学术论坛论文集(二)[C];2008年
7 杨清彦;桂玢;路遥;程伟;黄晓义;;节能减排的空气采油技术[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集(上)[C];2009年
8 曹建亮;袁忠勇;;用于催化一氧化碳低温氧化的氧化铜基多孔纳米催化剂体系[A];第六届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2009年
9 邵建军;张平;刘俊龙;徐奕德;申文杰;;制备方法对Co_3O_4/CeO_2催化剂CO低温氧化性能的影响[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
10 邹旭华;齐世学;索掌怀;安立敦;李峰;;CO低温氧化Au/Al_2O_3催化剂的原位FT-IR研究[A];第五届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张厚安;第二相对MoSi_2材料制备与性能的影响[D];中南大学;2002年
2 王博涛;氧化褐煤制备及其对有机废水处理的工艺装备及试验研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
3 曹建亮;用于一氧化碳低温氧化的负载型和复合型氧化铜基多孔纳米催化剂体系[D];南开大学;2009年
4 王永钊;Co_3O_4催化剂的制备、表征及其CO低温氧化催化性能[D];山西大学;2007年
5 许汉君;柴油/甲醇二元燃料燃烧反应动力学研究[D];天津大学;2012年
6 邹旭华;CO低温氧化负载型纳米金催化剂的制备及催化性能研究[D];北京化工大学;2006年
7 李孜军;硫化矿石自燃机理及其预防关键技术研究[D];中南大学;2007年
8 沈悦欣;负载型钯基催化剂的制备及对CO低温氧化的催化性能研究[D];华东理工大学;2011年
9 张晓东;介孔硅材料负载纳米银催化剂的构建及其对CO的低温氧化性能研究[D];大连理工大学;2013年
10 张艳红;乙烷选择氧化制乙酸和乙醛杂多化合物催化剂的研究[D];天津大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐辉;低温氧化对煤质特征及其分子结构影响的研究[D];安徽理工大学;2012年
2 易林;活化热氛围下甲醇低温氧化机理研究[D];天津大学;2012年
3 来轩昂;胡12块注空气提高采收率实验研究[D];中国石油大学;2007年
4 寇建益;温度变化对原油低温氧化过程影响研究[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2008年
5 李素英;负载型Pt/MOx催化剂上CO氧化反应性能研究[D];吉林大学;2008年
6 程月;空气低温氧化原油组成和气体组成变化规律研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
7 付治军;渤南罗36块空气驱油室内实验研究[D];中国石油大学;2008年
8 刘长青;煤低温氧化过程的热分析动力学研究[D];安徽理工大学;2007年
9 高春学;张集北矿8煤氧化规律的研究及应用[D];安徽理工大学;2006年
10 徐国瑞;胡12块空气泡沫驱提高采收率实验研究[D];中国石油大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 柯伟;天津大学承担一项863课题[N];科技日报;2007年
2 记者 吴长锋;关于过氧化物的二十年猜想终获证实[N];科技日报;2010年
3 记者 李陈续 通讯员 杨保国;中法合作探寻自燃之谜[N];光明日报;2010年
4 ;汽车空调新技术[N];中国汽车报;2001年
5 石关;碘催化氧化甲烷制甲醇催化剂[N];中国石化报;2003年
6 本报记者 谢宏 高见;石油短缺 油价上涨 汽车喝啥?[N];大众科技报;2000年
7 罗日军;墙地砖黑心缺陷产生的原因及解决措施[N];广东建设报;2003年
8 李明泰赵亮;稠油热采地下复合催化降黏技术获重大突破[N];中国石化报;2007年
9 晓安;黑色液态地膜在太原问世[N];中华合作时报;2002年
10 记者 刘纯友;科大验证过氧化物“自燃”猜想[N];安徽日报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978