新疆典型矿区低阶煤氧化动力学特性研究_中国煤炭行业知识服务平台

新疆典型矿区低阶煤氧化动力学特性研究

作者

曾强沈莉冯桐
单位

新疆大学生态与环境学院新疆大学干旱生态环境研究所教育部绿洲生态重点实验室
摘要

采用X 射线衍射(XRD)、红外原位光谱(FTIR)、程序升温氧化(TPO) 和热重(TGA) 等实验方法,研究新疆典型矿区主采煤层低阶煤氧化动力学特性。XRD 实验结果表明,煤中的主要矿物成分有石英、高岭石、方解石和白云石等;大黄山矿区煤样的矿物成分含量最高。FTIR 实验结果表明,不同煤样的官能团种类相似,吸光度不一;四棵树煤样的官能团吸光度随粒径减小呈现增大趋势;含氧官能团随温度增高呈现减少趋势。TPO 实验结果表明,四棵树煤样的耗氧速率大于大黄山和乌东煤样的耗氧速率。TGA 实验结果表明,四棵树矿区煤样经历不同温度后其活化能在T1 ~T2 阶段随温度增高而降低,在T3 ~T5 阶段随温度增高而增高;T1 ~T2 阶段煤样活化能低于T3 ~T5 阶段煤样活化能;煤质、元素质量分数对煤氧化动力学参数具有一定影响,T3 ~ T5 阶段煤样活化能和燃点温度随水分( <8%) 的降低总体呈现增高趋势;煤样含氧官能团峰面积随挥发分(27% ~31%) 的减小而增大,随灰分(4% ~7%)的减小而减小,随水分(1. 9% ~ 10. 0%) 的减小呈现减小趋势;燃点温度T3 随O 元素质量分数(15. 5%~18. 0%)的减小而降低;T1 ~T2 阶段煤样活化能随H 元素质量分数(3. 3%~3. 6%) 的减小而增高,随N 元素质量分数(0. 65%~0. 80%)的减小而增高。
关键词

新疆矿区低阶煤氧化燃烧动力学特性官能团活化能燃点
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目(51974275);新疆科技厅“煤火灾害治理” 天山创新团队项目(2021D14018);新疆教育厅自然科学重点项目(XJEDU2018I007)
引用格式

曾强,沈莉,冯桐.新疆典型矿区低阶煤氧化动力学特性研究[J].矿业安全与环保,2022,49(4):95-105.
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这篇文章属于《矿业安全与环保》创刊50周年特刊（35篇）