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低温氮气对褐煤孔隙结构与氧化特性的影响规律
1
作者 解树亮 王刚 +2 位作者 屈庆栋 刘浩 孙路路 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第6期169-180,共12页
【目的】在矿井防灭火工作中,采空区注常温氮气仅能起到惰化作用,而液氮制备工艺复杂、成本高,因此,新疆乌东煤矿采用氮气冷却装置,制备了−40℃、气态的低温氮气注入采空区预防遗煤自燃,但低温氮气对于采空区遗煤的孔隙结构与氧化特性... 【目的】在矿井防灭火工作中,采空区注常温氮气仅能起到惰化作用,而液氮制备工艺复杂、成本高,因此,新疆乌东煤矿采用氮气冷却装置,制备了−40℃、气态的低温氮气注入采空区预防遗煤自燃,但低温氮气对于采空区遗煤的孔隙结构与氧化特性的影响规律尚不清楚,易影响低温氮气停注后采空区遗煤二次氧化的预测预报。【方法】采用3D超景深与激光光谱共聚焦实验、氮气吸附实验和程序升温实验,研究低温氮气处理后煤的表面形貌、孔隙结构和氧化特性参数变化。【结果和结论】经低温氮气处理后,煤样的表面结构被破坏,并随着低温氮气处理时间的增加,网状孔隙结构的发育更为显著;煤样表面出现明显的起伏现象,各点高度算术平均高度由9.5621μm逐渐增加至21.9045μm,增长1.29倍,所有高低起伏之间差值的平均值由81.3210μm增长至193.1465μm,增长1.36倍;低温氮气主要影响了煤样微孔与介孔的分布,尤其是2~4 nm的介孔,随处理时间增长,微孔呈现先增加后减少的趋势,介孔呈现先减少后增多的趋势,总孔容增大了0.0043 cm^(3)/g,其中2~10 nm介孔贡献最大,煤样BET比表面积升高了0.0493 m^(2)/g;在低温氮气处理条件下,煤样氧化过程中CO产生量、放热强度、耗氧速率均显著增加,并随着处理时间增加,增长量增大,CO产生量最高增长了5.02×万μL/L,耗氧速率增加了2.33×10^(−8)mol/(cm^(3)·s),最大放热强度增加了2.25×10^(−2)J/(cm^(3)·s),煤样的氧化反应特征温度降低。研究表明,低温氮气会破坏煤的孔隙结构,增强氧化性能,即使采空区注入−40℃低温氮气时,其惰化和降温的宏观主导作用能有效抑制煤自燃,若停注后氧气恢复,低温氮气的微观副作用导致处理过的煤自燃倾向比处理前更高,加剧二次氧化强度。 展开更多
关键词 煤自燃 低温氮气 表面形貌 孔隙结构 氧化特性
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不同温度和吸附压力下含瓦斯煤自燃微观分形特征
2
作者 李振榕 田富超 +2 位作者 王刚 谭波 秦玉金 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第5期213-232,共20页
采空区瓦斯与煤自燃复合灾害日趋成为制约矿井安全生产的主要灾害模式,为研究瓦斯与煤自燃复合灾害致灾机理,通过低温液氮吸附、扫描电镜和TG-FTIR测试方法开展不同CH4吸附压力下煤低温氧化微观结构及热分析测试试验,并基于分形理论建... 采空区瓦斯与煤自燃复合灾害日趋成为制约矿井安全生产的主要灾害模式,为研究瓦斯与煤自燃复合灾害致灾机理,通过低温液氮吸附、扫描电镜和TG-FTIR测试方法开展不同CH4吸附压力下煤低温氧化微观结构及热分析测试试验,并基于分形理论建立孔隙分形计算模型,探究吸附态CH4对煤孔隙结构和热稳定性的影响。结果表明:吸附态CH4抑制氧化对微孔的热损伤破坏,因此相较于以中、大孔为主的原煤,含瓦斯煤存在大量微孔,且孔隙形态发生变化;随着吸附压力的升高,失水脱附阶段煤样质量损失分别为4%、2.9%、3.2%和3.2%,CH4占据煤氧反应吸附位点导致参与氧化反应的化合物减少,氧化增重阶段参与氧化反应的活性物质减少,煤样氧化增重分别为0.67%、0.41%和0.31%,并且含瓦斯煤自燃各阶段的特征温度点随着吸附压力升高而滞后;构建了基于孔径分布及CH4吸附/解吸过程的分形模型,低CH4压力氧化前期煤表面形态不均一化增大,煤表面吸附气体能力升高,发生氧化反应的可能性增大,煤自燃风险增加,低瓦斯抑制煤自燃的能力较弱,且与原生孔隙的比表面积相关。研究成果探究了不同残余瓦斯含量对煤自燃特性的影响,进一步验证了不同吸附压力、温度下含瓦斯煤竞争吸附-解吸-氧化全过程连续物理模拟平台的准确性,为采空区复合灾害环境下瓦斯与火耦合灾害防治提供了基础支撑。 展开更多
关键词 含瓦斯煤 低温氧化 微观结构 热重-红外联用 分形特征
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煤热解及煤焦气化和煤焦低温氧化过程的原位拉曼光谱研究
3
作者 余俊钦 张铭露 +5 位作者 胡靖涵 王钦超 卿海杰 韩啸 丁路 于广锁 《煤炭转化》 北大核心 2025年第3期81-91,共11页
固体结构表征是揭示煤热化学转化反应机理的重要手段,目前对煤热化学转化过程中固体结构的原位表征研究较为缺乏。采用原位拉曼光谱仪研究了单颗粒煤热解、煤焦气化和煤焦低温氧化过程中碳结构的演变特性。结果表明:在煤热解过程中,煤... 固体结构表征是揭示煤热化学转化反应机理的重要手段,目前对煤热化学转化过程中固体结构的原位表征研究较为缺乏。采用原位拉曼光谱仪研究了单颗粒煤热解、煤焦气化和煤焦低温氧化过程中碳结构的演变特性。结果表明:在煤热解过程中,煤大分子结构经历裂解和芳环融合两个阶段,裂解阶段大量侧链基团断裂,芳环融合阶段分子尺寸增大。在煤焦气化过程中,煤焦的面积收缩率随粒度增大而减小,煤焦气化导致碳结构的石墨化演变,且石墨化演变随粒度增大而延迟。在煤焦低温氧化过程中,反应前中期(碳转化率X<60%)含氧结构的形成导致煤焦的碳结构有序度降低,随非晶碳结构的消耗,碳基体的碳微晶结构逐渐趋于有序,在反应后期未反应碳形成高度有序的类石墨结构。 展开更多
关键词 煤气化 热解 低温氧化 原位拉曼光谱 碳结构
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低温氧化煤生物降解产甲烷机理研究
4
作者 高龙珍 米申昱 +2 位作者 刘英超 尹贻凡 郭红光 《太原理工大学学报》 北大核心 2025年第4期656-664,共9页
【目的】采空区作为煤炭开采后的主要遗留空间,其内部空间广阔,数量较多,遗煤资源丰富,可作为实施煤层气生物工程的重要潜在场所。尤其值得注意的是,遗煤经过低温氧化处理后,理论上可以显著提升生物甲烷的产量。目前关于生物降解采空区... 【目的】采空区作为煤炭开采后的主要遗留空间,其内部空间广阔,数量较多,遗煤资源丰富,可作为实施煤层气生物工程的重要潜在场所。尤其值得注意的是,遗煤经过低温氧化处理后,理论上可以显著提升生物甲烷的产量。目前关于生物降解采空区遗煤方面的研究依然较少。【方法】通过开展低、中、高三种不同低温氧化程度的煤(LOC、MOC、HOC)生物降解产甲烷实验,分析煤氧化程度对甲烷生成的影响,从煤结构、微生物群落结构、代谢产物探究低温氧化煤生物降解产甲烷机理。【结果】结果表明,在氧化温度80~180℃以内,生物甲烷产量与氧化程度正相关,氧化煤甲烷产量比原煤高29.63%~202.96%。低温氧化后,煤结构发生了显著变化,其中C—O官能团占比高于原煤7.60%~206.78%,支链化程度和芳香官能团破坏程度都增大。低温氧化显著提高煤的生物可利用度,是甲烷产量提高的主要原因。同时,煤结构的改变促使微生物群落结构发生显著变化,Macellibacteroides丰度明显提高,从原煤中仅占1.08%分别增加到31.97%,49.18%和58.84%。Methanobacterium丰度在低温氧化后显著增大,显示出与Macelli⁃bacteroides的协同产甲烷作用,也说明低温氧化导致产甲烷途径更倾向于氢营养型。产气结束后,氧化煤降解液中酸类有机物累积量较原煤增加30.99%~45.25%,促进了酯化反应,导致酯类在反应后占比提升。【结论】研究结果证明了采空区低温氧化煤更有利于生物降解,为采空区煤层气生物工程的实施奠定理论基础。 展开更多
关键词 煤层气生物工程 低温氧化煤 官能团 菌群结构
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三塘湖不黏煤低温氧化过程中孔隙结构的演变规律研究
5
作者 吴凡 夏侯文奇 +3 位作者 许宁 刘春慧 李成堆 解承章 《煤炭工程》 北大核心 2025年第4期194-201,共8页
为降低运输煤炭自燃风险,探讨了低温氧化对煤的孔隙结构影响,并采用管式炉模拟了运输煤炭低温氧化过程,通过低温氮气吸附-脱附法分析了低温氧化过程中三塘湖不黏煤孔隙结构的演变规律。结果表明:在整个低温氧化过程中三塘湖不黏煤以圆... 为降低运输煤炭自燃风险,探讨了低温氧化对煤的孔隙结构影响,并采用管式炉模拟了运输煤炭低温氧化过程,通过低温氮气吸附-脱附法分析了低温氧化过程中三塘湖不黏煤孔隙结构的演变规律。结果表明:在整个低温氧化过程中三塘湖不黏煤以圆柱形或狭缝形开放孔为主,其微孔、中孔最几可孔径分别在1.8 nm和9.3 nm,对孔隙改变主要在微孔和中孔。氧化时间的延长有利于总孔容及比表面积增加。在氧化温度小于110℃时提升温度利于微孔、中孔体积、比表面积及分形维数D2的增加。在氧化温度110℃时总孔体积和比表面积达到最大值,并在2.5~4.0 nm范围产生了新的孔,孔隙结构也最复杂。可推测因氧化时间影响孔道前期以坍塌、堵塞为主,后期以扩容,打通堵塞孔和产生新开放孔为主;因氧化温度影响孔道前期以扩容,打通堵塞孔为主,后期同时存在坍塌,堵塞,扩容,打通堵塞孔和产生新的开放孔。 展开更多
关键词 不黏煤 低温氧化 孔隙结构 分形维数
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基于相关系数法的煤自燃危险性关联分析及预测 被引量：6
6
作者 张玉涛 郭强 +2 位作者 张园勃 李亚清 孙亚利 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期125-132,共8页
为缩短煤自燃倾向性的鉴定时间,首先利用工业分析仪及程序升温试验装置,测得各煤样煤质指标值及不同温度下煤自燃指标气体含量,并通过CO体积分数确定各煤样低温氧化临界温度点;然后再通过Arrhenius公式拟合得出温度与耗氧速率间的方程,... 为缩短煤自燃倾向性的鉴定时间,首先利用工业分析仪及程序升温试验装置,测得各煤样煤质指标值及不同温度下煤自燃指标气体含量,并通过CO体积分数确定各煤样低温氧化临界温度点;然后再通过Arrhenius公式拟合得出温度与耗氧速率间的方程,并求解出各煤样临界温度前后不同阶段的表观活化能,通过Pearson相关系数法进行煤质指标值与煤样临界温度前后表观活化能之间的关联分析,并计算其相关系数;最后选取相关系数最大的煤质指标值,建立用于计算煤样表观活化能的多元线性回归模型,分析并预测煤自燃危险性。结果表明:煤质指标中不同成分与临界温度前后表观活化能间的相关系数有较大差异,其中挥发分与临界温度前后表观活化能的负相关系数最大,分别为-0.893和-0.977,燃料比与临界温度前后表观活化能的正相关系数最大,分别为0.956和0.968。所建立的多元线性回归模型,其拟合度可达0.9125和0.9330。 展开更多
关键词 相关系数法 煤自燃危险性 表观活化能 低温氧化 指标气体 临界温度
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神府块煤干馏过程中颗粒破碎与无机矿物质赋存规律
7
作者 俞楠 邹冲 +3 位作者 李彦雄 李信 张哲 赵迁龙 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期127-134,共8页
为研究神府煤田低阶煤在内热立式干馏炉内干馏过程中的破碎特性和无机矿物质分布规律,分析了干馏用主力低阶煤的基础煤质特性和其中所含主要无机矿物质,研究了13家使用相同干馏工艺和规模的兰炭企业的内热立式干馏炉所产兰炭的粒度分布... 为研究神府煤田低阶煤在内热立式干馏炉内干馏过程中的破碎特性和无机矿物质分布规律,分析了干馏用主力低阶煤的基础煤质特性和其中所含主要无机矿物质,研究了13家使用相同干馏工艺和规模的兰炭企业的内热立式干馏炉所产兰炭的粒度分布、工业分析和无机矿物组成情况,并采用井式炉制备了不同温度热解兰炭,采用兰炭机械强度测定仪对兰炭进行机械破碎,分析了破碎后兰炭的粒度分布和不同粒度兰炭灰分产率情况。结果表明:神府煤田不同矿区原煤的基本组成、无机矿物质含量和热稳定性存在显著差异。SiO_(2)、CaO、Al_(2)O_(3)和Fe_(2)O_(3)是原煤灰分的主要成分,原煤灰分中SiO_(2)含量最高,随原煤中灰分升高,煤灰中SiO_(2)含量逐渐增高,CaO含量逐渐降低。中块兰炭和小块兰炭在干馏炉所产兰炭中占比最高,二者之和超过62%。块煤在干馏过程颗粒破碎程度主要由原煤本身属性和炉内机械作用决定,通过原煤的热稳定性可预测大致原煤在干馏炉内颗粒破碎的程度,基于原煤热稳定性T_(S+6)确定了工业生产时兰炭末质量占比预测公式。随兰炭粒度降低,兰炭灰分先降低后升高,兰炭灰分中SiO_(2)和Al_(2)O_(3)含量先升高后降低,而CaO含量先降低后升高,中块兰炭SiO_(2)和Al_(2)O_(3)含量最高,CaO含量最低,兰炭灰分产率由原煤灰分产率及兰炭在干馏炉内的反应程度决定。随干馏温度提高,受煤中挥发分析出和有机基团变化的影响,兰炭破碎程度先升高后降低再升高。 展开更多
关键词 热解 低阶煤 破碎 粒度 工业分析 无机矿物质 热解温度
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基于氧化改性煤粉的水伏发电机的构筑及其性能
8
作者 赵建航 左志超 +3 位作者 余雯雯 叶亚楠 朱凤博 郑强 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期5002-5010,共9页
煤的燃烧发电伴随有大量污染物和温室气体的产生,因此开发煤炭的新型绿色发电模式具有重要意义。水伏发电技术是利用材料与流体界面的相互作用来产生电能的新型发电模式,因其绿色、可持续和低成本的优势在近年来引起了研究人员的广泛关... 煤的燃烧发电伴随有大量污染物和温室气体的产生,因此开发煤炭的新型绿色发电模式具有重要意义。水伏发电技术是利用材料与流体界面的相互作用来产生电能的新型发电模式,因其绿色、可持续和低成本的优势在近年来引起了研究人员的广泛关注。以煤粉为原材料,通过氧化改性调控煤粉表面的含氧官能度,利用抽滤的方法制备了改性煤粉/滤纸复合材料,组装了基于改性煤粉的蒸发发电装置。当器件被浸入水中时,水分子在蒸发和毛细力作用下由煤粉/滤纸复合膜底部向上定向传输,同时在表面呈电负性的氧化煤粉堆叠形成的通道中不断解离,氧化改性煤粉可排斥带相同电荷的阴离子而吸引带相反电荷的阳离子并在煤粉−水流表面形成双电层,流体中的离子因为移动速率的差异会在其传输的上下游位置分别形成阳离子和阴离子富集的区域并由此产生持续的流动电势。采用傅里叶红外光谱仪和纳米粒度分析仪对煤粉表面含氧官能团进行了表征。采用扫描电子显微镜对复合材料的微观形貌进行了观察。利用数字源表对器件发电性能进行了测试。当结合不对称电极工作时,其在纯水中工作能够产生高达0.72 V的电压,输出电流为0.4μA,输出功率最高达到29.28μW/m^(2)。以改性煤粉制作的发电机还克服了传统水伏发电机在高浓度盐溶液中发电性能下降的问题,经测试,在浓度为1 mol/L的NaCl溶液中依然可以保持0.9 V的稳定输出电压。通过多个水伏发电装置的串联还可实现对低耗能装置的供电,展现了其潜在应用价值。 展开更多
关键词 改性煤粉 水伏发电 能量收集 低温氧化 非对称电极
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低阶煤低温干馏高效采油技术研究进展 被引量：28
9
作者 陈磊 张永发 +3 位作者 刘俊 王影 徐英 王永 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2343-2351,2534,共10页
低温干馏技术作为低阶煤清洁高效和科学分级利用的核心技术,已经得到国内外广泛关注。但是现有工业化应用的煤低温干馏技术存在采油率低和原料粒度要求高等问题,开发新型低温干馏高效采油技术已成为我国低阶煤利用研究的重点。本文主要... 低温干馏技术作为低阶煤清洁高效和科学分级利用的核心技术,已经得到国内外广泛关注。但是现有工业化应用的煤低温干馏技术存在采油率低和原料粒度要求高等问题,开发新型低温干馏高效采油技术已成为我国低阶煤利用研究的重点。本文主要从低温干馏炉的结构特征、生产原料、干馏产品、能量利用率和采油率等几个方面对国内外典型煤低温干馏炉及干馏技术进行了比较和讨论;介绍了作者课题组研究开发的低温干馏高效采油技术及其特点。分析认为,干馏炉的大型化、自动化和高效环保化;高温半焦和荒煤气热能的回收利用;粉煤资源的综合利用;干熄焦新技术;快速干馏、催化干馏技术等低温分级转化技术的研究开发是低温干馏技术今后研究开发的主要方向。 展开更多
关键词 低阶煤 低温干馏 低温焦油 褐煤提质
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煤自燃过程特性及防治技术研究进展 被引量：160
10
作者 秦波涛 仲晓星 +2 位作者 王德明 辛海会 史全林 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期66-99,共34页
煤炭是我国的主体能源,但煤炭开采面临着有煤自燃灾害的严重威胁。煤自燃不仅烧毁大量煤炭资源,还易引发瓦斯燃烧、爆炸等重特大事故,造成巨大的经济损失和重大的人员伤亡。为了进一步提高煤矿企业对煤自燃灾害的防控能力,推动我国煤炭... 煤炭是我国的主体能源,但煤炭开采面临着有煤自燃灾害的严重威胁。煤自燃不仅烧毁大量煤炭资源,还易引发瓦斯燃烧、爆炸等重特大事故,造成巨大的经济损失和重大的人员伤亡。为了进一步提高煤矿企业对煤自燃灾害的防控能力,推动我国煤炭资源的安全高效开采,分析了煤自燃理论的研究现状,总结了煤自燃监测预警的主要方法和技术,对比分析了煤矿常规的防灭火技术,介绍了煤自燃防治技术的最新发展及应用效果,并提出了煤自燃过程特性及防治技术的未来研究方向。较详细地阐述了煤自燃过程及特性理论基础,主要包括煤自燃的低温氧化过程机制、煤自燃分段过程特性及特殊条件下的煤自燃特性;较全面地总结了包括标志性气体方法、测温法等多种煤自燃监测预警技术的原理以及各类技术的优缺点。在上述煤自燃理论和监测预警基础上,针对常规注浆、注惰气等技术对煤自燃防控效果有限、难以满足矿井安全高效开采的问题,研发了三相阻化泡沫、凝胶泡沫、无机固化泡沫、稠化砂浆等防灭火技术,同时介绍了液氮(液态二氧化碳)快速灭火降温技术。此外,为了满足煤矿智能化、精准化开采对矿井煤自燃防治的新要求,在矿井火灾监测指标信息化与预警智能化、火源辨识与防治技术控制精准化、防灭火材料绿色化等方面提出了下一步的研究展望。 展开更多
关键词 煤自燃 煤低温氧化 火源辨识 防灭火
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生物质与低阶煤低温共热解转化研究 被引量：20
11
作者 何选明 潘叶 +1 位作者 陈康 吴梁森 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期11-15,共5页
将野生浮萍与长焰煤以不同比例掺混,采用自行设计的煤干馏实验装置进行生物质与煤共热解实验,对液体产物煤焦油进行GC-MS分析,以探索生物质与煤低温共热解的反应及煤焦油轻质化规律.同时采用热重分析仪,探讨生物质添加对煤热解过程的影... 将野生浮萍与长焰煤以不同比例掺混,采用自行设计的煤干馏实验装置进行生物质与煤共热解实验,对液体产物煤焦油进行GC-MS分析,以探索生物质与煤低温共热解的反应及煤焦油轻质化规律.同时采用热重分析仪,探讨生物质添加对煤热解过程的影响机理.结果表明,随着混合样品中生物质量的增加,焦油收率增大10%左右,焦油中直链烷烃及高附加值的萘、酚和芴等化合物得到一定的富集,实现了低温煤焦油轻质化的目的.样品失重率增大,TG曲线向低温区移动,热解活化能逐渐减小,长焰煤、生物质及其混合物热分解动力学模型符合准一级动力学方程,两者的掺混促进了整个反应的进行. 展开更多
关键词 低阶煤 低温煤焦油 轻质化 共热解
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低阶煤在干燥氧气下低温氧化过程的机理研究 被引量：12
12
作者 薛冰 李再峰 +2 位作者 陈兴权 李永昕 Agarwal P K 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期12-15,共4页
采用pulse calorimeter仪器,对低阶煤在干燥氧气下低温氧化过程进行了研究.实验结果表明,低阶煤在干燥氧气下的氧化反应热随着温度的上升而增加,并得到了与Arrhenius公式相同的动力学方程以及反应过程的活化能.提出了干燥氧气下低阶煤... 采用pulse calorimeter仪器,对低阶煤在干燥氧气下低温氧化过程进行了研究.实验结果表明,低阶煤在干燥氧气下的氧化反应热随着温度的上升而增加,并得到了与Arrhenius公式相同的动力学方程以及反应过程的活化能.提出了干燥氧气下低阶煤低温氧化过程的反应历程为:氧在煤粒表面吸附并生成氧自由基、氧自由基与煤发生氧化反应生成CO2(或CO)、CO2(或CO)由煤粒表面向本体扩散等三步过程.并通过计算和模拟,证明了该反应机理的正确性. 展开更多
关键词 低阶煤 低温氧化 机理
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氧化还原电位对低煤阶煤生物甲烷生成的影响 被引量：21
13
作者 夏大平 陈鑫 +1 位作者 苏现波 吴昱 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期107-110,125-126,共4页
氧化还原电位(Eh)是煤层生物甲烷生成的重要控制因素之一。为了解其对煤层生物甲烷产出的影响以及产甲烷的动力学过程,在实验室采用-102mV、-153mV、-208mV、-284mV、-315mV这5个氧化还原电位值,对河南义马低煤阶煤样品进行了生物甲烷... 氧化还原电位(Eh)是煤层生物甲烷生成的重要控制因素之一。为了解其对煤层生物甲烷产出的影响以及产甲烷的动力学过程,在实验室采用-102mV、-153mV、-208mV、-284mV、-315mV这5个氧化还原电位值,对河南义马低煤阶煤样品进行了生物甲烷模拟产出实验,采用气相色谱仪对不同反应阶段生成气体的成分及生成量进行检测,同时对菌种源中微生物进行培养计数。结果表明:①不同Eh条件下的实验均有甲烷的生成,氧化还原电位较低时产甲烷菌的繁殖更加快速,在-284mV时生物甲烷的浓度最大,-102mV时最小;②通过平板计数法,分析了产甲烷过程和细菌生长动力学机理——整个产甲烷生成过程也是微生物生长代谢的过程,间接证明了产气量大小变化的原因。结论认为,Eh对于煤层生物甲烷的生成具有重要的控制作用。 展开更多
关键词 氧化还原电位 低煤阶 煤层 生物甲烷 生成 影响 微生物 平板计数法
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温度对低煤阶煤生物甲烷生成的影响 被引量：15
14
作者 苏现波 吴昱 +1 位作者 夏大平 陈鑫 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期24-26,共3页
温度是煤层生物甲烷生成的重要控制因素之一。为研究不同温度条件下生物甲烷的生成量及其变化规律,在实验室条件下,对河南义马低煤阶煤在不同温度(25℃、35℃、45℃、55℃、65℃)下进行了生物甲烷模拟生成实验,并通过对不同反应阶段生... 温度是煤层生物甲烷生成的重要控制因素之一。为研究不同温度条件下生物甲烷的生成量及其变化规律,在实验室条件下,对河南义马低煤阶煤在不同温度(25℃、35℃、45℃、55℃、65℃)下进行了生物甲烷模拟生成实验,并通过对不同反应阶段生成气体的组分及体积分数的检测,探讨了温度对低煤阶煤之甲烷生成的影响。实验结果表明:35℃时,生物甲烷含量最大,而在45℃和55℃时,甲烷含量有所下降;随着反应的持续进行,生成气体中甲烷体积分数逐渐增高(由11.4%增至65.71%),而二氧化碳的体积分数则呈下降趋势(由30.59%降至15.37%)。 展开更多
关键词 低煤阶煤 生物甲烷 温度 微生物
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基于程序升温的煤层自然发火指标气体测试 被引量：30
15
作者 刘乔 王德明 +2 位作者 仲晓星 焦新明 张慧君 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第3期362-366,共5页
研究煤自然发火过程中指标气体的产生规律.通过对上、下煤样在程序升温条件下测试研究煤层自然发火指标气体的变化规律,确定了测试煤样由低温氧化阶段到快速氧化阶段的临界温度和煤层自燃发火预测预报指标气体.研究结果表明:C2H4和C2H4/... 研究煤自然发火过程中指标气体的产生规律.通过对上、下煤样在程序升温条件下测试研究煤层自然发火指标气体的变化规律,确定了测试煤样由低温氧化阶段到快速氧化阶段的临界温度和煤层自燃发火预测预报指标气体.研究结果表明:C2H4和C2H4/C2H6初始出现时的临界温度、C3H8/C2H4比值峰值点温度与煤样由低温氧化到快速氧化阶段的临界温度具有很强的一致性,均揭示了此时煤样已进入快速氧化阶段.该研究成果对开展煤自燃低温阶段实验研究提供了重要的科学价值. 展开更多
关键词 煤自燃 程序升温 临界温度 链烷比 指标气体 低温氧化 快速氧化 自然发火
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低阶煤低温热反应特性的原位红外研究 被引量：15
16
作者 辛海会 王德明 +1 位作者 许涛 仲晓星 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1528-1532,共5页
采用原位傅里叶红外光谱法实时测试了3种不同低阶煤的低温热反应过程,对光谱数据进行了峰面积曲线拟合处理,定量分析了低阶煤中各主要官能团的变化规律,研究了低阶煤整体活性的变化特性,进而分析了干燥温度对低阶煤干燥影响的微观机理... 采用原位傅里叶红外光谱法实时测试了3种不同低阶煤的低温热反应过程,对光谱数据进行了峰面积曲线拟合处理,定量分析了低阶煤中各主要官能团的变化规律,研究了低阶煤整体活性的变化特性,进而分析了干燥温度对低阶煤干燥影响的微观机理。结果表明,在热的作用下,低阶煤自身进行了活跃的化学反应,甲基亚甲基先减少后增加;含氧官能团变化复杂,羟基逐渐减少,羧基由平稳到逐渐减少过渡,羰基先减少后增加;低阶煤自身活性也发生了较大的变化,主要活性官能团总量以及活性官能团所占比例都逐渐减小;低阶煤低温干燥去除外在水分对煤性质的影响,主要是热反应对低阶煤整体活性的影响,研究确定了40℃之前为最佳干燥温度。 展开更多
关键词 低阶煤 原位 红外光谱 峰拟合 干燥温度
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凝结热对低阶煤低温氧化过程的影响 被引量：9
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作者 李永昕 薛冰 +2 位作者 李再峰 陈兴权 Pradeep K Agarwal 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期408-411,共4页
选用Pulse Calorimeter仪器，研究了低阶煤在干燥氧气下低温氧化过程的反应热和相对湿度为80％的氮气下凝结热与温度的变化，以研究凝结热对低阶煤低温氧化过程的影响。结果表明，随着温度的上升体系的反应热增加，而凝结热减少。在26℃... 选用Pulse Calorimeter仪器，研究了低阶煤在干燥氧气下低温氧化过程的反应热和相对湿度为80％的氮气下凝结热与温度的变化，以研究凝结热对低阶煤低温氧化过程的影响。结果表明，随着温度的上升体系的反应热增加，而凝结热减少。在26℃～60℃的低温下，体系的凝结热明显高于反应热。因此，低温下凝结热是影响低阶煤的低温氧化过程的重要因素。研究还得到了低阶煤在干燥氧气下低温氧化过程的动力学方程及活化能。 展开更多
关键词 低阶煤 凝结热 低温氧化
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煤氧化过程中的自由基变化特性 被引量：22
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作者 仲晓星 王德明 +1 位作者 徐永亮 辛海会 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期960-963,共4页
利用电子自旋共振测谱仪(ESR)研究了不同自燃倾向性的煤样常温下通干空气前后的自由基浓度变化和氧化过程中的自由基随温度的变化,并对测试结果与煤样的氧化能力进行了分析。结果表明:常温下煤与氧气接触后立即发生自由基反应使得煤中... 利用电子自旋共振测谱仪(ESR)研究了不同自燃倾向性的煤样常温下通干空气前后的自由基浓度变化和氧化过程中的自由基随温度的变化,并对测试结果与煤样的氧化能力进行了分析。结果表明:常温下煤与氧气接触后立即发生自由基反应使得煤中自由基浓度增加,自由基浓度的增加量随原始煤样中的自由基浓度递增,但与煤样反应初期的氧化能力无直接对应关系;在氧化升温过程中不同煤的自由基浓度随温度的变化有增有减各不相同,部分煤氧化过程中的自由基浓度随温度的升高先减小后增大;煤氧化能力的强弱并不能简单以氧化过程中自由基浓度的大小或自由基增减速率的快慢来衡量。 展开更多
关键词 煤 低温氧化 自由基 变化特性
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升温速率与煤氧化特征关系的实验研究 被引量：20
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作者 梁栋 王云鹤 +2 位作者 王进 于斌 陈衍宽 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2007年第3期72-74,共3页
运用热重分析方法对铁法晓明煤矿的3种煤样在不同升温速率下进行动力学实验,得出实验煤样在不同的升温速率时的4个特征温度值;且随升温速率的提高,煤样的热重(TG)曲线向右偏移。计算得出3种煤样从常温到着火温度前活化能随升温速率增大... 运用热重分析方法对铁法晓明煤矿的3种煤样在不同升温速率下进行动力学实验,得出实验煤样在不同的升温速率时的4个特征温度值;且随升温速率的提高,煤样的热重(TG)曲线向右偏移。计算得出3种煤样从常温到着火温度前活化能随升温速率增大而增大,通过进一步的分析,认为实验采用较低的升温速率更有助于得出较为准确活化能值。 展开更多
关键词 煤 活化能 升温速率 热重 低温氧化
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干燥脱水工艺对煤低温氧化活化能影响的研究 被引量：8
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作者 刘利 许红英 +2 位作者 陈鹏 崔文权 梁英华 《煤炭工程》 北大核心 2010年第6期79-82,共4页
以高水分低阶煤为研究对象,考察了煤的低温干燥脱水工艺条件,并采用热重分析法研究了不同干燥条件对煤的氧化及自燃性能的影响。结果表明:用170℃热空气干燥10min可将煤中水分从30%降低至15%以下,低位发热量从18.63MJ/kg提高到23.51MJ/... 以高水分低阶煤为研究对象,考察了煤的低温干燥脱水工艺条件,并采用热重分析法研究了不同干燥条件对煤的氧化及自燃性能的影响。结果表明:用170℃热空气干燥10min可将煤中水分从30%降低至15%以下,低位发热量从18.63MJ/kg提高到23.51MJ/kg;煤的脱水活化能增加,吸氧增重活化能降低,煤在干燥过程中的氧化程度加深,自燃倾向性增强。 展开更多
关键词 低温脱水 低阶煤 低温氧化 活化能
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