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煤低温氧化动力学参数测试方法对比研究 被引量:3
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作者 候飞 曹威虎 +1 位作者 王艺 仲晓星 《工矿自动化》 北大核心 2021年第9期58-64,69,共8页
针对现有研究缺乏对不同煤低温氧化动力学参数测试方法的对比分析,采用Coats-Redfern法、q/m法及Starink等转化率法3种测试方法分别计算煤低温氧化动力学参数,并以煤氧化自热反应时间和自燃临界堆积厚度作为对比参量比较3种方法的准确... 针对现有研究缺乏对不同煤低温氧化动力学参数测试方法的对比分析,采用Coats-Redfern法、q/m法及Starink等转化率法3种测试方法分别计算煤低温氧化动力学参数,并以煤氧化自热反应时间和自燃临界堆积厚度作为对比参量比较3种方法的准确性。通过绝热氧化装置和同步热分析仪进行了煤样在纯氧和贫氧条件下的绝热氧化实验、多升温速率实验和恒温实验。根据热分析实验结果,分别采用3种方法计算煤低温氧化动力学参数。依据获得的动力学参数计算煤氧化自热反应时间和自燃临界堆积厚度。将计算结果与实测的煤氧化自热反应时间和采空区实际遗煤厚度进行对比,评价3种方法的准确性。实验结果表明:①通过绝热氧化实验实测的煤氧化自热温度变化率随时间的推移均逐渐增大;采用Coats-Redfern法计算得到的温度在0~8 h(q/m法为0~10 h)内几乎不发生变化,超过这一时间段后温度迅速升高;采用Starink等转化率法获得的温度变化趋势与绝热氧化实验实测结果类似。②采空区实际遗煤厚度大于Coats-Redfern法计算得到的临界堆积厚度;采用q/m法获得的临界堆积厚度超过了该工作面所在煤层厚度,与实际明显不符;采用Starink等转化率法获得的计算结果与实际较为接近。③采用Starink等转化率法获得的预测结果与实测结果更为接近,表明Starink等转化率法得到的煤低温氧化动力学参数较其他2种测试方法更为准确。 展开更多
关键词 自燃 煤低温氧化动力学参数 Coats-Redfern法 q/m法 Starink等转化率法 氧化自热反应时间 自燃临界堆积厚度
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氧体积分数影响煤低温氧化动力学参数实验 被引量:5
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作者 朱红青 王海燕 +1 位作者 和超楠 杨成轶 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2013年第9期1153-1156,共4页
为研究氧体积分数对煤低温氧化反应的影响,对1.25~7mm混合粒径的煤样在5%~21%的氧体积分数条件下进行煤低温程序升温实验,并使用气相色谱仪测得出口气体氧体积分数,得出不同氧体积分数条件下煤在不同温度时的耗氧速率RO2,进而计算得... 为研究氧体积分数对煤低温氧化反应的影响,对1.25~7mm混合粒径的煤样在5%~21%的氧体积分数条件下进行煤低温程序升温实验,并使用气相色谱仪测得出口气体氧体积分数,得出不同氧体积分数条件下煤在不同温度时的耗氧速率RO2,进而计算得到煤低温氧化反应的指前因子A值和表观活化能Ea值,分析了氧体积分数与耗氧速率RO2、指前因子A及表观活化能Ea三个特征值的关系.结果表明:氧体积分数影响耗氧速率大小,但不改变其随温度变化趋势;氧体积分数不能明显改变活化能的大小,对煤氧化反应的难易作用不大,但对煤的氧化反应速率有明显影响,且随氧体积分数升高影响逐渐减弱. 展开更多
关键词 氧体积分数 自燃 程序升温 氧化动力学 表观活化能 指前因子 低温氧化 耗氧速率
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基于CO浓度的煤低温氧化动力学试验研究 被引量:13
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作者 许涛 王德明 +2 位作者 雷丹 辛海会 戚绪尧 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第3期53-55,共3页
为了研究煤低温氧化过程的分阶段特性以及不同阶段所表现出的动力学特征,采用气相色谱仪测定在程序升温条件下煤样在不同温度时氧化产生CO的浓度,研究发现CO浓度与温度呈多项式的关系,并以此作为煤氧反应函数模型;按照动力学分析积分法... 为了研究煤低温氧化过程的分阶段特性以及不同阶段所表现出的动力学特征,采用气相色谱仪测定在程序升温条件下煤样在不同温度时氧化产生CO的浓度,研究发现CO浓度与温度呈多项式的关系,并以此作为煤氧反应函数模型;按照动力学分析积分法分段进行拟合发现,测试煤样在30~80℃不具有线性关系,拟合效果很差;在80~200℃的相关系数达到0.99以上,拟合效果很好。研究结果表明:煤低温氧化过程中,在临界温度点前后不仅其动力学参数有差异,且只用一个反应函数模型可能不能充分解释其反应机理。 展开更多
关键词 多项式拟合 函数模型 低温氧化 氧化 动力学模拟
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柴油机碳烟低温燃烧(氧化)过程及其动力学参数的研究 被引量:7
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作者 舒新前 刘天绩 +5 位作者 徐精求 郑宏锋 毕冬冬 李分霞 Brilhak J F Gilot P 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期45-50,共6页
利用固定床反应器,对标致 雪铁龙汽车公司提供的两种碳烟,在水蒸汽存在的情况下进行了低 中温燃烧(氧化)反应。进而经过数值计算和数学模拟,得出了燃烧反应的动力学参数。对于形成CO的反应,指前因子k0介于(1 55×104~3 40×107... 利用固定床反应器,对标致 雪铁龙汽车公司提供的两种碳烟,在水蒸汽存在的情况下进行了低 中温燃烧(氧化)反应。进而经过数值计算和数学模拟,得出了燃烧反应的动力学参数。对于形成CO的反应,指前因子k0介于(1 55×104~3 40×107)s-1之间,活化能E介于(127 86~188 23)kJ·mol-1之间;对于形成CO2的反应,k0介于(1 68×103~4 18×105)s-1之间,活化能E介于(89 38~181 46)kJ·mol-1之间。这一结果可能为碳烟治理提供可资借鉴的基础数据。 展开更多
关键词 柴油机 碳烟治理 低温燃烧 低温氧化 动力学参数 数值计算 排放控制
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煤低温氧化过程中元素转化行为的动力学分析 被引量:4
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作者 贺凯 张玉龙 +1 位作者 时剑文 王富勇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1460-1466,共7页
通过把参与氧化反应的复杂的煤有机体,分成C,H,O,S和N元素,并基于氧化过程中这些元素含量的变化,借助于准一级反应模型,Coats and Redfern’s模型和Freeman and Carroll’s模型,对煤低温氧化动力学特性进行研究。研究表明,这些元素转化... 通过把参与氧化反应的复杂的煤有机体,分成C,H,O,S和N元素,并基于氧化过程中这些元素含量的变化,借助于准一级反应模型,Coats and Redfern’s模型和Freeman and Carroll’s模型,对煤低温氧化动力学特性进行研究。研究表明,这些元素转化遵循准一级反应动力学和Coats and Redfern’s模型,并且这两种模型计算得到的活化能比较接近。在煤低温氧化过程中这些元素表现出较低的反应速率,仅为10^(-5)~10^(-6),这表明中间络合物的生成速率非常缓慢。同时研究证明了不同元素活化能与指前因子之间存在动力学补偿效应。 展开更多
关键词 低温氧化 元素转化 动力学
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基于等转化率法的煤氧化自热动力学参数测试方法 被引量:12
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作者 仲晓星 候飞 +2 位作者 曹威虎 仲秋 朱迪 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1727-1737,共11页
准确获得煤氧化自热过程中的反应动力学参数是研究煤自燃及其特性的基础。针对现有方法尚无法获得煤自燃不同反应温度对应的动力学参数这一问题,开展了煤氧化自热动力学参数测试方法的研究。基于热分析动力学理论推导得到了以转化率为... 准确获得煤氧化自热过程中的反应动力学参数是研究煤自燃及其特性的基础。针对现有方法尚无法获得煤自燃不同反应温度对应的动力学参数这一问题,开展了煤氧化自热动力学参数测试方法的研究。基于热分析动力学理论推导得到了以转化率为纽带的煤氧化自热动力学参数计算模型,提出了多升温速率实验和恒温实验相结合的测试方法。为确定测试方法的最优参数,引入了煤氧化自热反应时间作为对比参量。采用绝热氧化测试装置和同步热分析仪开展了3种不同变质程度的干燥煤样在纯氧条件下的绝热氧化实验、多升温速率实验以及恒温实验。根据多升温速率实验结果,分析了升温速率对煤氧不同反应阶段整体质量变化量的影响,确定了煤氧化自热动力学参数测试的最大升温速率。在此升温速率范围内,依据推导的计算模型,对比分析了不同升温速率组合和转化率计算步长对动力学参数计算结果的影响,发现转化率计算步长主要影响动力学参数计算结果的疏密程度,而升温速率组合对动力学参数计算结果的影响不大。根据绝热氧化实验结果,综合考虑测试时间成本,确定了获得煤氧化自热动力学参数的最优实验和计算参数,并对其准确性和适用性进行了验证。结果表明:当升温速率组合为0.2,0.5,1.0,2.0℃/min,转化率计算步长为0.03时测试得到的煤氧化自热动力学参数与实际最为贴近。 展开更多
关键词 氧化自热 动力学参数 多升温速率 恒温 绝热氧化
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预氧化煤低温氧化放热和动力学特性研究 被引量:8
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作者 闫国锋 黄兴利 闫振国 《工矿自动化》 北大核心 2022年第7期135-141,共7页
现有氧化煤自燃特性研究大多以较低氧化温度和空气条件下制取的煤样为研究对象,缺乏对预氧化煤氧化过程中动力学特性的分析。针对上述问题,利用C80微量热仪以不同氧化温度(100,200,300℃)和氧气体积分数(21%,15%,5%)条件下制取的预氧化... 现有氧化煤自燃特性研究大多以较低氧化温度和空气条件下制取的煤样为研究对象,缺乏对预氧化煤氧化过程中动力学特性的分析。针对上述问题,利用C80微量热仪以不同氧化温度(100,200,300℃)和氧气体积分数(21%,15%,5%)条件下制取的预氧化煤为对象,研究了其低温氧化反应的放热和动力学特性,并探讨了氧化温度和氧气浓度对预氧化煤低温氧化反应活化能的影响。预氧化煤低温氧化放热特性分析结果:(1)预氧化煤低温氧化进程滞后于原煤样,且滞后程度随氧化温度和氧气浓度升高而增大。(2)预氧化煤低温氧化反应的放热量低于原煤样,且放热量随氧化温度和氧气浓度升高逐渐降低。当氧化温度为100℃时,不同氧气浓度预氧化煤的t1(热流>0时对应的温度)、t2(热流增长率最大值对应的温度)及低温氧化过程的反应热基本相等。(3)随着氧化温度升高,氧气浓度对t1、t2及低温氧化过程的反应热的影响才逐渐明显。表明氧气浓度对预氧化煤低温氧化反应的影响在较高的氧化温度下才体现。但是,太高的氧化温度导致预氧化煤低温氧化反应进程严重滞后且反应放热量<0。预氧化煤低温氧化动力学参数分析结果:(1)预氧化煤低温氧化反应加速氧化阶段的活化能高于原煤样,快速氧化阶段的活化能低于原煤样。表明预氧化煤氧化反应进入加速氧化阶段的门槛提高,却更容易进入快速氧化阶段。(2)从指前因子数据可看出,预氧化煤低温氧化反应相较于原煤样更为迅速。(3)预氧化煤低温氧化过程的活化能没有随氧化温度和氧气浓度的变化表现出明显的规律性:在加速氧化阶段活化能随氧化温度升高而增大,随氧气浓度升高呈先降低后升高趋势;在快速氧化阶段,当氧化温度为100℃,活化能随氧气浓度升高呈先降低后升高趋势,而氧化温度为200℃时则相反。 展开更多
关键词 自燃 氧化 氧化 低温氧化 动力学参数 加速氧化 快速氧化 氧化温度 氧气浓度 活化能 指前因子
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轻质原油低温氧化动力学研究 被引量:6
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作者 王杰祥 夏金娜 +2 位作者 刘双龙 王建海 任文龙 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期105-107,156,共3页
为研究轻质油藏空气驱的可行性,建立低温氧化动力学模型。将空气注入油藏,原油与O2会发生低温氧化反应,反应的难易程度由相应的动力学参数来描述。通过低温氧化实验,获得了不同条件下的氧化速率等数据,运用Arrhenius定律来计算反应中的... 为研究轻质油藏空气驱的可行性,建立低温氧化动力学模型。将空气注入油藏,原油与O2会发生低温氧化反应,反应的难易程度由相应的动力学参数来描述。通过低温氧化实验,获得了不同条件下的氧化速率等数据,运用Arrhenius定律来计算反应中的活化能、预幂率指数等动力学参数。结果表明:压力越高,活化能越小,预幂率指数越大,越有利于反应的进行;不同油样的动力学参数也不同。 展开更多
关键词 轻质原油 低温氧化 动力学模型 动力学参数
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动力煤燃烧对NO_x还原反应的影响 被引量:1
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作者 程亮 董子健 +1 位作者 张金营 杨静 《中国煤炭》 2019年第1期103-106,112,共5页
NOx的生成和分解过程十分复杂,目前许多有关NOx生成和分解的模型仍停留在理论定性阶段,而且涉及NO和N2O还原反应的一些均相的化学动力学参数还没有获得,因此要建立合适的NOx生成和分解模型困难较大。在国内外研究的基础上,建立一个以研... NOx的生成和分解过程十分复杂,目前许多有关NOx生成和分解的模型仍停留在理论定性阶段,而且涉及NO和N2O还原反应的一些均相的化学动力学参数还没有获得,因此要建立合适的NOx生成和分解模型困难较大。在国内外研究的基础上,建立一个以研究NO和N2O化学反应动力学为基础的循环流化床锅炉,开展在典型动力煤燃烧表面分解NOx化学动力学方面的研究,最终得到其动力学参数。 展开更多
关键词 氧化 还原反应 动力学参数 动力
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是常温下能自发反应还是高温下能自发反应
10
作者 顾晓龙 《化学教学》 CAS 北大核心 1997年第3期43-45,共3页
关键词 自发反应 低温 起始条件 一般条件 化学动力学 化学教学 力学参数 反应能 金属氧化 自由能变
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