【摘 要】
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我国的煤矿安全生产遇到的难题大多数是煤矿的火灾,煤的自燃研究对保护生态环境、节约能源、使煤矿能够安全生产都具有重要的意义。本文以12种不同变质的原煤及其失去挥发分后的残渣为主要研究对象,通过红外光谱和热分析实验,在微观上研究煤中的活性基团对煤自燃机理的影响。傅里叶红外光谱实验(FTIR)中将原煤的光谱曲线分为羟基、C-H伸缩带、含氧官能团和芳香结构四个区域,分峰拟合原煤和挥发余分的光谱曲线,将二者
【基金项目】
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国家自然科学基金项目:51774171; 国家自然科学基金面上项目:52074147;
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我国的煤矿安全生产遇到的难题大多数是煤矿的火灾,煤的自燃研究对保护生态环境、节约能源、使煤矿能够安全生产都具有重要的意义。本文以12种不同变质的原煤及其失去挥发分后的残渣为主要研究对象,通过红外光谱和热分析实验,在微观上研究煤中的活性基团对煤自燃机理的影响。傅里叶红外光谱实验(FTIR)中将原煤的光谱曲线分为羟基、C-H伸缩带、含氧官能团和芳香结构四个区域,分峰拟合原煤和挥发余分的光谱曲线,将二者谱带对应的区域相减,得到官能团吸收峰的净值面积,定量计算官能团的结构参数。热分析实验中通过热重实验(TG-DTG)获取原煤和挥发余分的着火点温度以及活化能,通过差示扫描量热法(DSC)得到热流率对温度的变化曲线,积分算出煤的放热量,通过对比可以得出煤失去活性基团后延缓了煤的自燃。将不同变质原煤的官能团含量变化与着火点温度、活化能以及放热量进行关联,得到官能团的含量变化对煤自燃特性的线性关系,在煤的红外四个区域中,自缔合羟基、反对称亚甲基、C=C、芳环三取代的含量最高。在煤变质的过程中,自缔合羟基含量增加了8.63%,羟基-π的含量升高了15.74%,反对称亚甲基含量升高了10.98%,对称甲基的含量升高了11.66%,C=C的含量保持在22%左右,对煤的自燃起到主要的延缓作用。不同变质煤NM-TS酚C-O含量增高了5.76%,ST51022-HJ4醇C-O含量升高了17.97%,都有效的使煤的自燃倾向性变低。该论文有图25幅,表26个,参考文献88篇。
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