煤氧化自燃过程吸附氧气机理研究

煤炭自燃是威胁煤矿安全生产的重大灾害,煤炭自燃造成的间接损失难以估计。煤炭行业每年都要投入巨额资金用于火灾治理。本论文就是进行煤自燃低温氧化阶段吸附氧气机理研究。从不同的矿区采集不同煤阶的样品,应用红外光谱技术实验研究了煤分子结构,建立了煤分子的化学结构模型。采用量子化学密度泛函理论计算方法,证明了所建立的煤分子结构正确。应用量子化学方法从微观方面研究煤与氧的吸附过程,得出煤分子与氧分子的前线轨道能量以反映煤分子吸附氧分子的能力以及各组成原子对前线轨道电子云的贡献,得出侧链吸附对煤的氧化自燃的贡献大于苯环的吸附,得到煤自燃低温氧化阶段煤对氧的物理吸附机理。本文的研究为煤自燃的防治提供了理论基础。