检索结果-南通市图书馆

全物理交联Al^(3+)-CMC/MMT-PAM双网络凝胶的制备及性能

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

矿业研究与开发 2023年第11期43卷 143-149页

作者：陈鹏燕周春山程熙宇田雅琪太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024 山西省矿井通风与火灾防治工程技术研究中心山西太原030024

为防治煤自燃,以羧甲基纤维素钠(CMC)和聚丙烯酰胺(PAM)为原料,钠基蒙脱土(Na-MMT)和柠檬酸铝(Alcit)为辅料,引入两种相互作用来构筑双交联网络结构,制备全物理交联Al^(3+)-CMC/MMT-PAM双网络防灭火凝胶。测试了凝胶的胶凝时间、热稳定... 详细信息

为防治煤自燃,以羧甲基纤维素钠(CMC)和聚丙烯酰胺(PAM)为原料,钠基蒙脱土(Na-MMT)和柠檬酸铝(Alcit)为辅料,引入两种相互作用来构筑双交联网络结构,制备全物理交联Al^(3+)-CMC/MMT-PAM双网络防灭火凝胶。测试了凝胶的胶凝时间、热稳定性、强度、渗透性能以及微观形貌,采用程序升温、热分析(TG-DSC)、红外光谱(FTIR)、比表面积分析等对凝胶的防灭火性能进行研究。结果表明:Al^(3+)-CMC/MMT-PAM双网络凝胶具有良好的热稳定性,MMT的质量分数为3%时,凝胶强度最佳,25号凝胶渗透率最小,为28.14%;经凝胶处理的煤样,其—OH和—CO含量始终低于原煤,C—H含量高于原煤,失重率整体降低,总放热值明显下降,比表面积减小。灭火试验表明,双网络凝胶对煤的自燃有一定抑制作用,加入双网络凝胶后,煤体温度迅速下降且不易复燃。

关键词：煤自燃全物理交联双网络凝胶钠基蒙脱土防灭火性能

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

干水阻化剂制备及防治煤自燃研究

干水阻化剂制备及防治煤自燃研究

作者：舒森辉安徽理工大学

学位级别：硕士

“双碳”背景下,煤炭行业必将迎来一系列挑战,其中矿井安全问题首当其冲。煤自燃是矿井主要的安全隐患,不仅浪费大量的煤炭资源,而且危及井下人员安全,甚至会引发煤尘、瓦斯爆炸等次生灾害,造成重大的安全生产事故。目前矿井常用的防灭... 详细信息

“双碳”背景下,煤炭行业必将迎来一系列挑战,其中矿井安全问题首当其冲。煤自燃是矿井主要的安全隐患,不仅浪费大量的煤炭资源,而且危及井下人员安全,甚至会引发煤尘、瓦斯爆炸等次生灾害,造成重大的安全生产事故。目前矿井常用的防灭火技术有注浆、惰气、均压、泡沫等,这些传统手段为矿井火灾的防治做出巨大贡献,但均存在一些不足。近年来,干水作为一种绿色新型材料得到了较大发展,因具备含水量高、流动性强、降温效果好等特点,为其应用于煤自燃领域提供了可能。据此,本文提出了矿用干水阻化剂防灭火技术,在干水的形成机理、制备与改性、防灭火效果等方面都取得了系列成果。探讨了干水的形成机理,并通过干水粉体的粒径分布与微观形貌,掌握了干水的最佳制备条件。实验得出当纳米气相二氧化硅与水以质量比5:50混合,在23000 r/min转速的搅拌机中混合剪切25 s后,所制备的干水形态完整,均匀细腻。确定了干水阻化剂的最佳组分及配比。实验表明4种干水的松密度均分布在0.4-0.5 g/L之间,改性剂的加入显著提高了干水的流动性、保水性。其中胶凝剂的加入使得干水粒度朝大粒径方向发展,且固、液混合不均,而化学改性剂nano-ATH则呈现促进作用。进一步实验可知,nano-ATH的最佳质量分数为1.5%,此时干水介于0-100μm之间的粒径占比由85.80%提升至92.58%。分析了干水对煤的阻化机理。程序升温实验表明,干水阻化剂显著提高了煤的交叉点温度,抑制了煤的升温速率和CO释放量;热重实验显示,干水极大延缓了煤的失重速率,且燃点温度由原煤的458.2℃提升至484.7℃;红外实验发现,煤的氧化进程中伴随着官能团的转化,而干水的作用即减少脂肪烃类高活性基团的分解,抑制含氧官能团的生成,从而达到防治煤自燃的目的。最后,研究了干水阻化剂的灭火效果。利用锥形量热实验和灭火实验发现,高温环境下干水比传统防灭火材料更具优势,由其处理煤样的点燃时间、热释放速率均大幅降低;且干水具备良好的消烟能力,300 s时总烟释放量仅13.2 m/m,比原煤降低了38.52%。同时发现,干水阻化剂扑灭煤火时间短、效率高,且无复燃现象,适用于矿井煤自燃的防治,是一种性能优良的环保型防灭火材料。图50表13参80

关键词：煤自燃采空区干水阻化剂 nano-ATH 防灭火性能

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于茶多酚的阻化泡沫制备及防治煤自燃研究

基于茶多酚的阻化泡沫制备及防治煤自燃研究

作者：吴文静安徽理工大学

学位级别：硕士

矿井火灾是我国煤矿的重点灾害之一,其中主要的是煤炭自燃。煤自燃不仅会产生重大的资源耗费和经济损失,而且直接危及着井下员工的生命安全。为了减少煤炭资源的浪费,保证矿井安全生产,进一步开发矿井防灭火新技术防治煤炭自燃,本文提... 详细信息

矿井火灾是我国煤矿的重点灾害之一,其中主要的是煤炭自燃。煤自燃不仅会产生重大的资源耗费和经济损失,而且直接危及着井下员工的生命安全。为了减少煤炭资源的浪费,保证矿井安全生产,进一步开发矿井防灭火新技术防治煤炭自燃,本文提出以抗氧化剂为阻化剂,实验筛选复配制备的发泡剂溶液为泡沫组分,在氮气作用下形成稳定的阻化泡沫体系。该泡沫体系相较于普通泡沫,在泡沫稳定性与防灭火性能上有了明显提高。本文的研究成果如下:通过发泡剂复配与阻化剂筛选,研制出一种新型阻化泡沫。当发泡剂C与D以2:3复配时,泡沫具有最佳的发泡能力;利用搅拌发泡法,得出泡沫溶液最佳使用浓度为0.4%;选择三种抗氧化剂作为阻化剂,测试其抑制煤燃烧效果,对比分析测热释放速率、总热释放量以及有效燃烧热等参数,确定阻化泡沫阻化剂组分为阻化剂Y。通过测试阻化剂Y对阻化泡沫的泡沫性能影响,得出加入阻化剂Y能提高泡沫溶液的发泡体积,延长半衰期,阻化剂Y的质量浓度为1%。研究了阻化泡沫流变特性及扩散堆积特性。结果表明:阻化泡沫体系的黏度随着剪切速率的增大逐渐降低,表现出剪切稀化特性;当阻化剂质量浓度或发泡倍数增大时,阻化泡沫剪切应力与表观黏度随之增加,当阻化剂浓度增加到一定浓度或发泡倍数较高时,阻化泡沫表观黏度的增长速率逐渐变小;利用假塑性流体和屈服-假塑性流体模型对阻化泡沫的剪切应力曲线进行拟合,得出假塑性流体更适用于描述阻化泡沫的流变特征,使用幂率模型表征阻化泡沫的流变本构方程;基于Fluent软件,模拟阻化泡沫在采空区的扩散堆积情况,当工作面倾角为5°时,阻化泡沫在采空区内堆积最高约为4.42m,阻化泡沫沿走向总的扩散宽度的最大值约为34.98m。研究了阻化泡沫的阻化性能和灭火降温性能。实验结果显示:与其他阻化材料相比,阻化泡沫拥有优异的低温阻化和灭火降温性能。低温下,阻化泡沫能延长交叉点温度出现时间,抑制指标性气体的释放,降低煤氧化过程中热量的释放;并在氧化升温过程中阻化泡沫能抑制羟基、脂肪烃官能团的消耗,延缓氧化升温过程。高温环境下,与普通泡沫和阻化剂相比,阻化泡沫能有效扑灭着火煤堆,能长时间覆盖在煤体表面,快速降低煤堆的温度,达到迅速灭火降温的目的。图62表13参80

关键词：煤自燃阻化泡沫流变性能阻化性能防灭火性能

基于SA/AL防治煤自燃凝胶材料的制备及性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于SA/AL防治煤自燃凝胶材料的制备及性能研究

作者：李洋安徽理工大学

学位级别：硕士

煤炭作为全球重要能源之一,在发电、钢铁、化工等领域具有举足轻重的地位。在煤炭资源的不断开发过程中,煤自燃往往会造成煤炭资源损失、环境污染等问题,甚至会导致大量人员伤亡,这些问题严重制约了我国煤炭资源的安全生产。因此,探索... 详细信息

煤炭作为全球重要能源之一,在发电、钢铁、化工等领域具有举足轻重的地位。在煤炭资源的不断开发过程中,煤自燃往往会造成煤炭资源损失、环境污染等问题,甚至会导致大量人员伤亡,这些问题严重制约了我国煤炭资源的安全生产。因此,探索高效的防治煤自燃技术、研制新型预防煤自燃材料尤为重要。凝胶材料因其优异的保水性和热稳定性被广泛应用煤自燃防治中,但现有矿用凝胶材料中存在铵盐类交联剂会释放有毒有害气体、高分子材料价格昂贵等问题。因此,亟需研制出一种低成本、耐高温、易流动且不易开裂的凝胶材料,从而有效预防和控制煤自燃现象,提高煤炭开采的安全性。论文以海藻酸钠(SA)、碱木质素(AL)和聚乙烯醇(PVA)为基体,硼砂(Borax)为交联剂,采用一锅法研制出一种新型防治煤自燃凝胶复合材料(PBSL)。通过扫描电镜、红外光谱实验以及视觉评估法,发现凝胶复合材料形成了硼酸酯键和氢键为主的三维网络结构,并表现出优异的自愈合能力,可对缺损处进行自我修复。通过正交实验,优选出4组成胶时间合适且保水性能强的凝胶(PBSL-1～4),将4组凝胶复合材料进行耐高温、热稳定性及流变特性实验,结果表明,PBSL-2和PBSL-3在160℃高温下完全失水的时间是传统水玻璃的1.8倍,并且加热到800℃残碳量高达40%,在中剪切速率下粘度急剧下降大大减少管道内阻力,具有更优异的耐高温性、热稳定性及剪切稀化特性,适合在管道中进行运输,能有效渗入破碎煤裂隙并包裹煤体。通过程序升温实验,研究了PBSL-2和PBSL-3的阻燃特性,经凝胶复合材料处理的煤样交叉点温度提高,阻化率均超过66%,生成的CO和CO释放量下降28.80%以上;借助红外光谱仪,揭示了凝胶复合材料通过减少-OH、Ar-C-O-和-COOH等含氧官能团的含量抑制煤中官能团的活性。研究结果均表明PBSL-2和PBSL-3的阻化效果大于传统Ca Cl阻化剂,其中PBSL-3阻化效果最好。热重实验和煤自燃灭火实验,揭示了经PBSL-3凝胶复合材料处理后的煤样特征温度点及活化能变化规律,并且可有效扑灭煤自燃。图[50]表[19]参[87]

关键词：煤自燃煤自燃防治凝胶制备防灭火性能

基于粉煤灰活化技术Ash-Diatomite-PAM复合胶体的制备和防灭火机制研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于粉煤灰活化技术Ash-Diatomite-PAM复合胶体的制备和防灭火机...

作者：马凌云太原理工大学

学位级别：硕士

新时代背景下,煤炭自燃仍然是制约我国能源行业发展的一大问题。学者们对煤自燃理论的研究从未停止,防灭火技术因此日趋完善,防灭火材料也日新月异。随着绿色可持续发展观念的深入人心,防灭火方面的绿色材料的研发引起关注,粉煤灰因此... 详细信息

新时代背景下,煤炭自燃仍然是制约我国能源行业发展的一大问题。学者们对煤自燃理论的研究从未停止,防灭火技术因此日趋完善,防灭火材料也日新月异。随着绿色可持续发展观念的深入人心,防灭火方面的绿色材料的研发引起关注,粉煤灰因此走入大众视线,粉煤灰的回收与利用在解决其带来的环境问题的同时可以大大减少现有原材料的消耗。现阶段,粉煤灰作为防灭火原料被应用主要依靠其物理性质,增强材料的强度、耐磨性等,而其内部丰富的化学活性组分却很少能够得到利用。为了提高粉煤灰的高附加值利用,本文采用先碱后酸化学复合激发方式对粉煤灰进行激发,使其释放出多种金属离子,制成FA基液,并对激发效果进行评价择取最优激发方案。随后将FA基液与硅藻土、聚丙烯酰胺通过机械搅拌制备出具有三维网络立体骨架结构的ADP复合胶体,并对该材料的物理性质和防灭火特性进行测试,主要内容如下。(1)选取了NaOH、CaO、HCl等三种激发剂,以碱性单独激发和先碱后酸复合激发等方式对粉煤灰颗粒进行浸泡,并使用ICP和SEM对滤液、滤渣进行测试。结果表明:酸碱复合浸泡使粉煤灰颗粒的微孔更多,粒径更小,比表面积变大,更加有助于吸水,其悬浮性和流动性也相应得到很大改善;复合激发会使五种离子不同程度的释放,且其释放量与活化时间和激发剂用量有关;1.5 mol/L NaOH溶液预先激发72 h后加入4mol/L HCl活化48 h的活化方案效果最佳。(2)选择阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)与FA基液、硅藻土制得了不同比例的ADP胶体。通过SEM、EDS检测,对比了添加固体颗粒(粉煤灰与硅藻土颗粒)的复合胶体和未添加固体颗粒的胶体表面形态的差异性,复合胶体内部的多孔固体颗粒能够均匀分散,在增加胶体致密性、吸水性和强度的同时能够大大减少CPAM的用量。从微观上分析了胶体的成胶机理:主要通过FA基液中高价态的金属离子与CPAM分子发生接枝共聚反应形成三维网络骨架,同时带有负电荷的FA固体颗粒和硅藻土能够通过中和、吸附架桥、网铺卷扫作用与CPAM分子联结被网络骨架包裹,最终成胶。测定了ADP胶体的成胶时间,并分析了搅拌速度、硅藻土的添加量、CPAM的浓度对成胶时间的影响,可通过改变搅拌速度、硅藻土用量和CPAM的浓度将成胶时间控制在2-80 min内。(3)对不同比例的ADP胶体进行粘附性、渗透性、强度、保水性、热稳定性测试,结果表明:硅藻土添加量固定为30%的胶体组的粘附性能更优异,此时改变CPAM的浓度能更有效的改善胶体的渗透性,胶体的抗压性能随着CPAM的浓度和硅藻土的添加量的提高能够有效得到改善。与传统粉煤灰浆液相比,ADP胶体有着优异的保水性能,其中3.5%浓度的CPAM胶体组的保水性能更优异。TG曲线和DSC曲线表明,(30%,3.5%)型ADP复合胶体的失重率和失重速率始终小于其余胶体,达到最大放热峰值的温度比其余胶体有所延迟,其保水性和热稳定性更优异.(4)通过程序升温氧化实验、热重实验、小型灭火实验研究了ADP胶体的防灭火性能,结果表明:经胶体处理过的煤样释放出的CO、CO显著减少,煤样的交叉点温度推迟,复合胶体成功阻滞了煤自燃进程,(30%,3.5%)型ADP复合胶体的阻化效果优于FA基液阻化剂。ADP复合胶体的加入使得煤样总失重率降低,总放热值大量下降,活化能也不同程度的提高,煤自燃难度增大。通过对比ADP复合胶体与水的灭火效果差异性,分析复合胶体的灭火机理可知,ADP复合胶体可以长时间的停留包裹煤体,前期释放水分快速吸热降温,且释放出有效的阻燃剂作用于煤体,阻断煤氧连锁反应,增大煤燃烧活化能,后期其优越的保水性使得煤体一直处于湿润隔氧状态,持续发挥作用直至扑灭高温火源。

关键词：煤自燃粉煤灰 ADP复合胶体硅藻土防灭火性能

矿用新型防灭火温敏性水凝胶的制备及性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

矿用新型防灭火温敏性水凝胶的制备及性能研究

作者：刘忠勇重庆大学

学位级别：硕士

采空区煤自燃是煤炭生产过程中的重大灾害之一,严重威胁着煤矿的开采安全。近年来水凝胶作为一种新型防灭火材料在煤自燃防治中取得了较好的效果,但其制备过程相对复杂,成本较高,且目前对温度敏感的水凝胶应用还相对较少,鉴于此,本文研... 详细信息

采空区煤自燃是煤炭生产过程中的重大灾害之一,严重威胁着煤矿的开采安全。近年来水凝胶作为一种新型防灭火材料在煤自燃防治中取得了较好的效果,但其制备过程相对复杂,成本较高,且目前对温度敏感的水凝胶应用还相对较少,鉴于此,本文研制了一种新型温敏性水凝胶,并引入耐高温不燃固体废弃物粉煤灰(FA)和受热可膨胀数百倍的可膨胀石墨(EG)制备得到了两种新型复合温敏性水凝胶。两种复合温敏性水凝胶制备便捷,兼具良好的渗流特性、高温成胶特性、绿色环保和防灭火性能优异等优点。本文具体研究内容与结论如下:(1)通过简单的机械搅拌制备了三种温敏性水凝胶。以生物质温敏性材料葡甘聚糖(KGM)为基料,制备了有机温敏性KGM凝胶,在此基础上分别引入FA和EG,制备了温敏性KGM@FA复合凝胶和KGM@EG复合凝胶,通过单因素实验优化了实验配比,研究了添加材料种类和比例对凝胶理化性能的影响,揭示了凝胶的温敏性相变成胶机理。(2)通过流变测试研究了三种凝胶浆液在输送管路中的流动特性。流变测试结果表明三种浆液均属于屈服-假塑性流体,浆液的黏度均随剪切速率加快而减小,呈现出明显的剪切变稀特性。使用Herschel-Bulkley方程拟合了KGM、KGM@FA和KGM@EG三种凝胶浆液的流动本构方程,分别为τ=4.289+12.519γ,τ=3.561+10.421γ,τ=3.299+8.219γ;推导计算了三种浆液在在DN100管路中的流动特性参数,以30 m/h的流量流动时其千米压降分别为3.359、2.278和2.042 MPa。(3)通过实验及数值模拟研究了凝胶浆液在松散煤体裂隙间的渗流扩散规律。基于流固耦合下松散煤体间隙浆液渗流扩散的离散元模型,采用PFC模拟研究了KGM@FA复合凝胶浆液在松散堆积煤体内的渗流扩散过程。数值模拟与实验测试得到的整个渗流扩散过程可分为快速扩散阶段、缓慢扩散阶段及稳定扩散阶段,其扩散形式主要有裂隙充填、渗透扩散和劈裂流动。数值模拟与实验测试得到的浆液扩散距离和锋面移动速度的最大误差分别为9.5%和10.2%,表明该数值模型具有较高的预测精度,可以较好地模拟凝胶浆液在松散堆积煤体内的渗流扩散过程。(4)研究了温敏性凝胶的防灭火特性。凝胶处理后的煤样在程序升温过程中产生的CO在180°C较原煤降低了19.5%-53.2%,耗氧速率降低了6.0%-34.2%。通过TG-MS测试发现凝胶处理后的煤样在热解过程中各气体的离子强度明显变低,煤的热解过程受到抑制,氧化自燃风险也得以降低。原位红外测试结果表明凝胶处理后的煤样在升温过程中对羟基和脂肪烃的消耗速率减小,煤的氧化进程受到抑制。小型灭火实验表明凝胶浆液能在较短时间内降低高温煤堆温度,并最终在煤堆表面形成一层凝胶薄膜,起到持久覆盖隔氧的作用。

关键词：煤自燃温敏性水凝胶流变性渗流特性防灭火性能

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

防治煤矿火灾的凝胶材料制备及其性能研究

中国安全科学学报 2020年第9期30卷 115-120页

作者：聂士斌邢时超韩超武薛强罗赛安徽理工大学能源与安全学院安徽淮南232001

为解决矿用防灭火凝胶材料—传统水玻璃(WG)凝胶强度低、胶体易开裂等缺陷,开展试验,将高分子聚合物A与交联剂B引入WG凝胶中,制备出由水玻璃与高分子聚合物通过互穿网络而生成的A-B/WG复合凝胶;分析该复合凝胶的凝胶强度、封堵状况、微... 详细信息

为解决矿用防灭火凝胶材料—传统水玻璃(WG)凝胶强度低、胶体易开裂等缺陷,开展试验,将高分子聚合物A与交联剂B引入WG凝胶中,制备出由水玻璃与高分子聚合物通过互穿网络而生成的A-B/WG复合凝胶;分析该复合凝胶的凝胶强度、封堵状况、微观形貌以及阻化性能等,揭示其防灭火性能。结果表明:高分子聚合物A的加入,明显增强了WG凝胶的强度与保水性,解决了矿用WG凝胶失水后开裂和粉碎问题;相比WG凝胶,A-B/WG复合凝胶具有更坚固、更紧密的缠接骨架结构;A-B/WG复合凝胶阻化率高达69.1%,比WG凝胶(14.7%)提高了3.7倍,同时,该复合凝胶能有效抑制煤的燃烧,防止煤的复燃。

关键词：煤矿火灾水玻璃(WG) 凝胶强度互穿网络防灭火性能

水玻璃胶体灭火材料在煤矿产业中的作用与实验分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭技术 2012年第8期31卷 205-207页

作者：徐洪锦武警云南省消防总队云南文山663700

目前用于矿井防灭火的技术有很多,其中水玻璃胶体防灭火技术以其良好的防灭火效果,运输方便、无污染、成本低等优势得到了广泛的应用,取得了良好的效果。因此,在对现今煤层自燃机理及防灭火技术现状分析的基础上,通过对水玻璃胶体灭火... 详细信息

目前用于矿井防灭火的技术有很多,其中水玻璃胶体防灭火技术以其良好的防灭火效果,运输方便、无污染、成本低等优势得到了广泛的应用,取得了良好的效果。因此,在对现今煤层自燃机理及防灭火技术现状分析的基础上,通过对水玻璃胶体灭火材料的物化性能和防灭火性能进行研究,具有重要的实际意义。

关键词：水玻璃物化性能防灭火性能

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

复合胶体防灭火材料的性能研究

消防科学与技术 2011年第10期30卷 943-946页

作者：欧立懂北京科技大学土木与环境工程学院北京100083

针对各类火灾尤其是煤矿火灾的特点,提出一种新型复合胶体防灭火材料。以有机高分子材料和无机物复配成的复合胶体,通过温度对其吸换热性能影响实验、阻化性实验等测试,验证此复合胶体材料在防灭火性能方面的优越性。复合胶体防灭火材... 详细信息

针对各类火灾尤其是煤矿火灾的特点,提出一种新型复合胶体防灭火材料。以有机高分子材料和无机物复配成的复合胶体,通过温度对其吸换热性能影响实验、阻化性实验等测试,验证此复合胶体材料在防灭火性能方面的优越性。复合胶体防灭火材料具有良好的吸热性能和保水性能,在灭火实验过程中产生的水蒸气较少,说明其有利于在防灭火时保持火场能见度。复合胶体有很好的阻化性,优于氯化镁阻化剂。

关键词：复合胶体防灭火性能煤自燃火灾