褐煤自燃倾向性的实验研究
我国褐煤资源丰富，褐煤等低阶煤的高效清洁利用越来越受到人们重视。由于褐煤碳化程度低，反应活性好，易自燃。因而研究褐煤的自燃倾向性对于褐煤的高效清洁利用具有重要意义。 本论文主要对锡盟褐煤、印尼褐煤以及新疆几种褐煤的自燃倾向性进行了相关的实验研究，包括煤质分析、扫描电镜实验、氮吸附实验、热重分析、静态吸氧实验等，并和大同烟煤、平顶山烟煤、神华烟煤、阳泉无烟煤等煤样进行对比，获得褐煤的自燃倾向性及影响因素和影响规律。 通过扫描电镜实验发现褐煤表面松散，孔隙较为发达，表面积大，因此氧易与褐煤表面接触，使褐煤容易吸氧而氧化，引起煤的自燃。氮吸附实验表明锡盟褐煤等褐煤孔隙结构是以中孔为主，煤的总孔容、比表面积的分布随着煤种变质程度的增加而降低，自燃倾向变弱，而煤的孔径与煤低温氧化无直接关系。 通过分析热重曲线，可以将煤从吸氧氧化到燃烧的整个过程分为物理吸附阶段、水分蒸发失重阶段、吸氧增重阶段、煤受热分解阶段、燃烧阶段和燃烬阶段等6个阶段，并得到各阶段的特征温度点，结果表明二种褐煤的自燃倾向明显大于其它四种烟煤和无烟煤。采用Coats—Redfern积分法研究样品的氧化燃烧动力学特性，计算出6个煤样的活化能，并以此分析煤自燃倾向性。计算表明6种煤的氧化过程属于一级化学反应，且褐煤自燃倾向性较强。研究了粒度大小和氧气浓度对锡盟褐煤自燃倾向性的影响，结果表明粒度越小，褐煤自燃倾向性越强;而随着氧气浓度的增大，总体上煤样更易自燃。 随着煤种变质程度的增加，煤低温氧化吸氧量呈降低的趋势;随着温度上升，锡盟褐煤的吸氧量明显增大，并且在100℃之前，吸氧量随温度升高增加比较剧烈，100℃之后，吸氧量随温度升高增加变得比较缓慢;随着氧化时间增加，锡盟褐煤的低温氧化吸氧量逐渐增大，但是当氧化时间达到60min以后（就本次实验条件而言），吸氧量增加就没有之前显著了，说明锡盟褐煤在这种环境下吸氧接近饱和状态。
褐煤;自燃倾向性;低温氧化;热重实验;动力学分析;静态吸氧
浙江大学
硕士
热能工程
刘建忠;张彦威
2014
中文
TQ530.2;TQ533.5
72
2014-07-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）