浸水风干煤吸附及甲烷气氛下自燃特性研究

发布时间：2023-11-23 21:11

　　采空区中的浸水风干煤体,在煤体的内外表面进行着不同程度的多元混合气体动态竞争吸附解吸过程,煤体孔隙结构、所含物质成分的种类及数量均有不同程度的变化,这对煤体自燃氧化过程产生很大影响。特别是不同浸水时长风干煤体,浸水时间的长短对于孔隙的打开和扩张有着不同的影响,从而影响着煤体表面空间上气体的附着和竞争吸附。本文选用未浸水的原煤和一个月、三个月、五个月浸水风干煤样,基于高温高压气体吸附平台和常温常压吸附仪研究了煤体对甲烷、氧气、氮气以及混合气体的吸附规律,在不同甲烷氧化气氛下煤的自燃氧化模拟实验平台基础上,利用电子自旋共振波谱仪和傅里叶变换红外光谱仪,来开展在不同甲烷氧化气氛下自燃氧化过程中自由基浓度,脂肪烃,芳烃和含氧官能团等微观理化特性的研究。获得以下主要结论:随着浸水时长的增加,在常压下浸水风干煤对甲烷,氧气,氮气,混合气体的吸附量逐渐增加。同时发现浸水时长对甲烷吸附量的影响是要大于氧气和氮气的。对不同甲烷浓度的混合气体的吸附量是随着混合气体中甲烷浓度升高而增加。由此推测由于甲烷与氧气/氮气竞争吸附更具有优势,从而表现为甲烷浓度越高,吸附混合气体量越多。浸水风干煤g因子值随氧化温度升...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究综述
    1.3 主要研究内容
    1.4 研究方法及技术路线
2 不同浸水时长风干煤体多元气体吸附演变特征
    2.1 煤物理吸附基本理论
    2.2 实验装置及实验方法
    2.3 浸水煤体吸附甲烷含量与压力的关系
    2.4 不同浸水时间风干煤样孔隙结构变化
    2.5 浸水煤体吸附氧气、氮气含量与压力的关系
    2.6 多元混合气体吸附实验结果分析
    2.7 本章小结
3 不同浸水时间风干煤在甲烷氧化气氛下自燃氧化过程的自由基研究
    3.1 煤中自由基的由来及类别
    3.2 自由基检测的实验原理及实验方法
    3.3 不同浸水时间原始煤样ESR分析
    3.4 不同浸水时长风干煤在甲烷氧化气氛下自燃氧化过程中g因子的变化
    3.5 不同浸水时长风干煤在甲烷氧化气氛下自由基浓度的变化
    3.6 本章小结
4 不同甲烷浓度下浸水风干煤官能团自燃氧化反应
    4.1 实验方法和原理
    4.2 不同浸水时长原始煤样官能团分析
    4.3 不同浸水时长风干煤在甲烷氧化气氛下自燃氧化过程中官能团的变化
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 主要研究结论
    5.2 本文主要创新点
    5.3 研究展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3866220