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煤的氧化特性规律研究

陈亮  
【摘要】: 煤的氧化现象一直为人们所关注。从前人的研究成果来看,对煤的氧化研究主要集中在低温(室温~100℃或室温~180℃),而对于温度在150℃以上煤的氧化还研究得很少。本文将通过两个方面研究煤在150℃以上情况下的氧化特征。首先,利用自制的煤升温氧化系统模拟煤自热升温,发现煤的升温速率曲线在一些温度点附近出现一些特殊的峰;改变煤的粒度和厚度后,煤的升温速率曲线仍然在这些温度附近出现波峰,只是大小发生了改变。其中,煤的厚度越大,升温速率相对较小,粒度越小,升温速率越大。然后,利用同步热分析仪,考察了煤的热失重情况。将煤的氧化情况分为五个阶段——水分蒸发阶段、吸氧增重阶段、氧化分解阶段、燃烧阶段和燃尽阶段。对煤在吸氧增重阶段和氧化分解阶段进行机理函数的分析,得到煤在增重阶段的机理函数为一级化学反应,失重阶段的机理函数为二级化学反应。通过改变实验的升温速率、样品量以及实验气氛情况下考察煤的氧化特性参数发现:升温速率的增大,煤的氧化特性值后移;实验用量越少,煤更容易被氧化;维持其他实验条件不变的前提下,增加氧气的速率对煤的氧化影响并不明显,而增加氮气量对煤的氧化有一定的抑制作用。通过煤的升温模拟实验得到了煤的氧化自热规律,利用该规律可以很好的解释煤在热分析实验中出现的阶段氧化现象。


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