热重分析在研究煤氧复合过程中的应用

我国是一个煤自然发火概率较高的国家。由此引发的火灾严重的影响着煤炭生产安全。每一场火灾的发生都会造成资源浪费、经济损失和严重的人员伤亡。煤自燃是煤氧复合放出热量，在合适的供氧条件和蓄热环境下，引起煤体升温结果。但是，长期以来由于煤氧复合过程的复杂性，研究方法的局限性，煤氧复合的机理并没有真正了解。因此，采用合适的方法研究煤氧复合机理对于认识煤自然发火过程、建立煤自然发火预测理论具有重要的意义。 本论文采用理论与实验相结合的研究方法。首先对比类似有机物的氧化性，说明煤分子中易低温氧化的基团是非芳香结构中的某些烷基侧链、桥键和含氧官能团，从而得到煤分子表面的七种活性基团；在高温阶段，煤分子会发生键的断裂引起分子结构的变化。分析氧分子结构了解煤氧复合的微观机理。然后采取华亭煤样做热重实验，根据煤氧复合机理、煤氧复合三步反应模型和煤自燃的特征气体理论，对煤样失重曲线和失重速率曲线的进行分析，得出华亭煤的临界温度和着火温度等特征温度，找出曲线上有价值的五个特征温度点以及氧浓度、粒度对煤氧复合的影响规律。最后通过对比其他热重实验，以及分析特征温度点产生原因，得出热重曲线和特征温度点处的变化能很好的反应了煤氧复合过程，具有一定的普遍意义。