低瓦斯气氛下煤氧化热效应和关键基团演变特性

作     者：张玉涛 张园勃 李亚清 史学强 杨杰 ZHANG Yutao;ZHANG Yuanbo;LI Yaqing;SHI Xueqiang;YANG Jie

作者机构：西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 

出 版 物：《中国矿业大学学报》 (Journal of China University of Mining & Technology)

年 卷 期：2021年第50卷第4期

页      面：776-783页

核心收录：

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFC0807900) 国家自然科学基金项目(51974235) 陕西省自然科学基金重点项目(2018JZ5007) 

主　　题：煤氧化 瓦斯 热效应 灰色关联分析 关键基团 

摘      要：为了研究瓦斯气氛下煤氧化特性,利用C80微量热仪和X射线电子能谱仪研究了不同瓦斯气氛下煤的放热特性和主要官能团变化规律.采用灰色关联分析与量子化学相结合的方法,确定了对煤低温氧化放热贡献最大的官能团及其反应特征,认为煤分子间脂肪烃的断裂和羰基向羧基的转化过程是煤低温氧化放热的主要来源,而瓦斯的存在对该过程具有抑制作用;低浓度瓦斯能够降低煤样的低温氧化进程,从而在一定程度上抑制煤自燃的发展.研究结果表明:随着瓦斯体积分数的升高,煤的吸热量降幅小于10 J,而放热量的降幅则接近300 J.相较于空气气氛,当瓦斯体积分数为2%时,氧化后煤中C—C&C—H和COO—分别下降2.01%和0.28%,而C—O—和C=0分别增加0.2%和2.09%;当瓦斯体积分数为4%时,C—C&C—H和COO—分别下降3.52%和0.3%,而C—O—和C=0分别增加0.78%和3.04%.