煤的氧化特性实验研究
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煤实验最短自然发火期的快速测试王德明;亓冠圣;戚绪尧;辛海会;仲晓星;窦国兰【摘要】基于煤实验最短自然发火期确定煤的自燃倾向性是一种科学、可靠的鉴定方法.但由于在实验室测试煤在绝热条件下的实验最短自然发火期周期长,难以实现测试的标准化,此方法的应用受到限制.因此研究煤实验最短自然发火期的快速测试方法具有重要意义.通过理论分析与实验研究,确定70℃时煤样罐出气口的氧气体积分数(C70)与交叉点温度(Tcpt)是分别能体现出煤在低温缓慢氧化阶段及快速氧化阶段氧化升温特性的特征参数.通过程序升温测试煤低温氧化过程的特征参数C70指标和Tcpt指标,实现了煤实验最短自然发火期的快速测试.基于程序升温测试得到的实验最短自然发火期与绝热测试结果的一致性表明了此方法的准确性、可靠性及基于实验最短自然发火期确定煤的自燃倾向性的可行性.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2014(039)011【总页数】5页(P2239-2243)【关键词】煤;实验最短自然发火期;自燃倾向性;耗氧;交叉点温度【作者】王德明;亓冠圣;戚绪尧;辛海会;仲晓星;窦国兰【作者单位】中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州221116;中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州221116;中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州221116;中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州221116;中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州221116;中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州221116;中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州221116【正文语种】中文【中图分类】TD752.1煤自燃是矿井开采过程中的主要灾害之一。
煤的物理性质
煤是一种常见的自然资源,它的物理性质对许多行业的发展至关重要。
煤的物理性质可以归结为燃烧性、吸水性、抗氧化性和电导率等几方面。
燃烧性是指煤的可燃性及其燃烧热量大小等。
煤的可燃性是指煤在一定条件下可被燃烧,燃烧热量则指煤中有机物质在燃烧时释放的热量。
由于煤中有机物质含量不同,因此燃烧热量也不尽相同。
通常情况下,煤的燃烧热量在5000~7000卡/克之间。
吸水性是指煤在有限的条件下可以吸收水分,一般情况下,煤的吸水程度和它的灰分有关,含灰量越高,其吸水性也就越高。
此外,加热煤粒后,其吸水性会明显降低,煤粒变小,水分也就更容易吸收。
抗氧化性是指煤体系对氧气侵袭的能力。
煤中含有大量的氧化物,在空气中暴露,会迅速溶解,从而使煤的有机物质失去稳定性,影响其质量。
因此,煤的抗氧化性也很重要。
电导率是指煤体系对电流的传导性能。
煤体系中的水分、灰分、有机物质含量等都会影响煤的电导率,如果含水率越高、灰分越多、有机物质越少,煤的电导率也就越低。
从上述叙述可以看出,煤的物理性质和它在行业中的应用密切相关。
如果这些物理特性得不到充分利用,会直接影响煤的应用,影响行业发展。
因此,科学家们经常通过实验来研究不同煤种的物理性质,为行业发展提供科学依据。
综上所述,煤的物理性质具有十分重要的意义。
它不仅影响着煤
的燃烧性、吸水性、抗氧化性和电导率等特性,同时也关系到煤的应用。
科学家们研究煤的物理性质,能够为行业发展提供有力的科学依据,从而有效提升煤炭的利用效率,更好地发挥煤炭的应用价值。
第1篇一、实验目的本次实验旨在研究煤炭在不同温度下的热解特性,分析煤炭的热稳定性、热分解产物及其组成,为煤炭的深加工和利用提供理论依据。
二、实验原理煤炭的热解是指煤炭在无氧或微氧条件下,加热至一定温度时,发生化学分解,生成焦炭、煤气、焦油等产物的过程。
本实验采用程序升温法,对煤炭进行加热,并测定其热解特性。
三、实验方法1. 样品准备:选取具有代表性的煤炭样品,进行破碎、筛分,制备成粒径小于0.2mm的粉末。
2. 实验装置:采用程序升温热分析仪,设置实验温度范围为室温至800℃,升温速率为10℃/min。
3. 实验步骤:- 将煤炭样品置于实验装置中,密封。
- 启动程序升温,记录样品在不同温度下的失重率和热解产物的组成。
- 分析热解产物的组成,计算焦炭、煤气、焦油等产物的含量。
四、实验结果与分析1. 失重率:实验结果表明,煤炭在加热过程中,失重率随温度升高而增加。
在400℃以下,失重率增加较慢,说明煤炭的热稳定性较好;在400℃以上,失重率迅速增加,说明煤炭开始发生热解反应。
2. 热解产物:实验结果表明,煤炭在热解过程中,主要产生焦炭、煤气、焦油等产物。
其中,焦炭含量最高,煤气次之,焦油含量最少。
3. 热解特性:- 焦炭:焦炭是煤炭热解的主要产物,其含量随温度升高而增加。
焦炭的生成有利于提高煤炭的利用价值。
- 煤气:煤气是煤炭热解的重要产物,其主要成分包括氢气、甲烷、一氧化碳等。
煤气具有较高的热值,可作为一种清洁能源。
- 焦油:焦油是煤炭热解的副产物,其含量较低。
焦油可通过进一步加工,制备成化工产品。
五、结论1. 煤炭在加热过程中,热稳定性较好,可在400℃以下保持稳定。
2. 煤炭热解过程中,主要产生焦炭、煤气、焦油等产物,其中焦炭含量最高。
3. 煤炭热解具有较好的应用前景,可为煤炭的深加工和利用提供理论依据。
六、实验不足与展望1. 实验过程中,未对热解产物的成分进行详细分析,今后可进一步研究热解产物的组成及其应用价值。
实验一燃烧特性的热重分析一、实验目的1.了解热重分析仪的基本结构,掌握仪器操作;2.学会应用热重法分析煤/生物质的燃烧特性。
二、实验内容及要求1.熟悉热重分析工作原理;2.学会处理煤/生物质燃烧热失重曲线,求解典型燃烧特性参数,并分析燃烧特性。
三、实验步骤1.试样、气体准备,如预先干燥、磨制、筛分、称量试样等,罐装所需浓度和纯度的保护气体和反应气体。
检查仪器放置平稳、管路气密性及电源连接完好等。
2.开启系统:(1)打开恒温水浴槽(温度设定:22℃);(2)接通气体(氮气流量:30ml/min;空气流量:100ml/min);(3)待恒温水浴槽达到设定温度和气流稳定后,打开TGA 主机;(4)打开计算机进入Windows NT,双击“STARe”图标打开STARe软件。
3.根据软件建立试验方法,设置升温速率10℃~30℃/min、最大温度900℃,完毕后按提示放置样品,按提示开始、结束(重新开始)试验。
4.根据随机软件进行数据处理。
5.关闭系统:(1)须在TGA 主机的炉温低于300℃ 后关闭恒温水浴槽;(2)关闭TGA 主机;(3)关闭气体;(4)关闭计算机。
四、实验报告1.热重燃烧特性指标的含义和求解方法;2.热重燃烧条件下各燃烧特性参数代表的意义;3.求解煤/生物质燃烧特性参数;4.结合所得数据分析燃烧特性。
瑞士Mettler-Toledo公司的TGA/SDTA851e热分析系统图1、图2为热分析系统原理图。
该系统包括热重/差热同步分析仪,热重天平和高温恒温浴槽。
具体参数如下:型号:TGA/SDTA851e;温度范围:室温~1600℃;大测试炉:直径12mm,容积900μl;温度准确度:±0.25℃;温度重复性:±0.15℃;线性升温速率:0.01~100℃/min;SDTA分辨率:0.005℃。
图1中,天平和测试炉组成的测试单元是热重/差热同步分析的核心,采用平行支架微量/超微量天平,称量不受样品支架长度变化(如热胀冷缩效应)的影响;内置砝码全自动校准;称量部件处于恒温室内(22.0±0.1℃),不受环境因素的影响。
实验项目名称:高炉喷吹煤粉性能研究(一)喷吹煤粉着火点测定着火点测定意义测定煤粉的着火点是检验其氧化程度最敏感的方法。
着火点低,燃烧性好。
着火点测定方法测定着火点一般有两种不同类型的方法.一是恒温法.即试样臵于恒温器内,在通入空气和氧气的条件下.观测其着火性能:另一种是恒加热速率法.即试样在适当氧化剂的作用下,臵于电炉中以一定速率升温.观测其粉火性能。
我国于2001年制定的着火点测定方法GB/T18511-2001《煤的着火点测定方法》中所规定的着火点测定方法属于恒加热速率法。
1.、煤样处理将待分析原煤样在55-60℃下(粒度<0.2mm)干燥2 h。
2、测定原理将煤样与亚硝酸钠按一定比例混合.井以一定速度加热,当升到一定温度时.煤样突然燃烧使温度骤然升高。
由测量系统自动记录突增温度,并自动判断终点。
3、测定仪器由着火温度自动测定仪侧定。
仪器由加热炉、加热体和控制测量系统组成.将煤样以匀速加热。
加热到一定温度时.煤样突然燃烧.此时温度急剧增加。
在升温曲线上出现转折点.计算机则根据温度记录求出转折点温度.以此作为煤的着火温度。
图1 着火温度测定仪(二)煤粉的可磨性测定1、测量原理可磨性指数是指在空气干燥条件下,把试样与标准煤样磨制成规定粒度,并破碎到相同细度时所消耗的能耗比,故它的大小反应了不同煤样破碎成粉的相对难易程度,因而是一个无量纲物理量。
煤越软,可磨性指数越大,这意味着相同量规定粒度的煤样磨制成相同细度时所消耗的能最越少。
换句话说,在消耗一定能最的条件下,相同量规定粒度的煤样磨制成粉的细度越细,则可磨性指数越大。
反之,则越小。
哈氏可磨性测定仪正是报据上述原理设计的。
哈氏仪在用于可磨性指数测定之间,应用标准煤样进行校准。
国家标准GB/T2565-1998《煤的可磨性指数测定方法》规定筛分用的标准筛孔径为0.071mm、0.63mm、1.25mm,直径为200mm。
并配有筛盖和筛底盘。
过筛时要用振筛机,要求振筛机的垂直振击频率为149min-1,水平回转频率为221min-1,回转半径为12.5mm。
《基于DSC的煤自燃倾向性鉴定实验研究》篇一一、引言煤炭自燃是一种常见的煤炭储存和运输过程中的问题,它不仅会对煤炭资源造成浪费,还会对环境和人员安全造成威胁。
因此,对煤自燃倾向性的鉴定显得尤为重要。
近年来,随着科技的发展,差示扫描量热法(DSC)作为一种新型的煤自燃倾向性鉴定方法,已经在国内外得到了广泛的应用。
本文旨在通过DSC实验研究,探讨煤自燃倾向性的鉴定方法及影响因素,为煤炭的安全储存和运输提供理论支持。
二、实验原理及方法1. 实验原理DSC是一种热分析技术,通过测量样品在加热或冷却过程中的热效应,可以研究物质的物理和化学性质。
在煤自燃倾向性鉴定中,DSC通过测量煤样在加热过程中的热流变化,反映煤样的氧化反应程度和自燃倾向性。
2. 实验方法(1)样品准备:选取不同地区、不同煤种的煤炭样品,进行破碎、筛分、干燥等处理,制备成符合实验要求的煤样。
(2)DSC实验:将煤样置于DSC仪中,设置不同的加热速率和温度范围,记录煤样在加热过程中的热流变化。
(3)数据处理:对DSC实验数据进行处理,计算煤样的氧化反应程度和自燃倾向性指标。
三、实验结果与分析1. 实验结果通过DSC实验,我们得到了不同煤样在加热过程中的热流变化曲线,以及相应的氧化反应程度和自燃倾向性指标。
2. 结果分析(1)煤的自燃倾向性与煤的化学成分、物理性质、环境条件等因素密切相关。
通过DSC实验,可以定量地反映煤的氧化反应程度和自燃倾向性,为煤的自燃倾向性鉴定提供了一种有效的方法。
(2)DSC实验中,加热速率和温度范围对实验结果有影响。
加热速率过快或温度范围设置不当可能导致煤样的氧化反应不完全或误判。
因此,在实验过程中需要合理设置加热速率和温度范围,以保证实验结果的准确性。
(3)不同地区、不同煤种的煤炭自燃倾向性存在差异。
通过DSC实验,可以比较不同煤样的自燃倾向性,为煤炭的安全储存和运输提供依据。
四、影响因素及改进措施1. 影响因素(1)煤的化学成分和物理性质:煤的化学成分和物理性质对自燃倾向性有重要影响。
煤热解过程中H2与CO变化规律的试验研究引言煤是一种重要的能源资源,广泛应用于工业生产和生活供暖。
煤热解是指在缺氧或还原气氛中,煤在高温下发生化学反应,产生气体、液体和固体产物的过程。
在煤热解过程中,产生的气体主要包括H2、CO、CH4等可燃气体,其中H2与CO是其主要组成成分。
研究煤热解过程中H2与CO的变化规律对于优化煤热解工艺、提高能源利用率具有重要意义。
本文将针对煤热解过程中H2与CO的变化规律展开试验研究,通过实验数据分析,探讨煤热解过程中H2与CO的产生机理和变化规律,为煤热解工艺的改进提供依据。
一、实验材料和方法1. 实验材料本次实验采用的煤样为贵州省典型的烟煤,经过干燥处理后,粉碎成均匀的煤粉,以确保实验的准确性和可重复性。
2. 实验装置实验装置分别包括煤粉喷射装置、煤粉箱、加热炉、气体分析仪等设备。
其中煤粉喷射装置用于将煤粉均匀地喷射到加热炉中,加热炉用于对煤粉进行热解反应,气体分析仪用于对产生的气体进行实时监测和分析。
3. 实验方法在实验开始前,首先将煤粉装入煤粉箱中,并将气体分析仪连接至加热炉出口。
然后,通过控制加热炉的温度和煤粉的喷射速度,进行煤热解反应。
实验过程中,通过实时监测气体分析仪的数据,记录煤热解过程中H2与CO的浓度变化情况。
二、实验结果与分析1. 煤热解过程中H2与CO的产生规律(1) 在煤粉加热到一定温度后,煤开始发生热解反应,产生大量的可燃气体。
随着温度的升高,H2与CO的浓度逐渐增加,达到峰值后开始逐渐降低。
(2) H2的产生量明显高于CO,而且在热解开始后产生的速度更快。
这说明在煤热解过程中,H2是主要的可燃气体产物,对于提高煤热解的效率具有重要意义。
(3) CO的产生量较少,但在热解初期的产生速度较快,之后逐渐减小。
这表明在煤热解过程中,CO是短期内的重要产物,但随着热解的进行,其产生量逐渐减少。
通过分析实验结果,可以得出煤热解过程中H2与CO的变化机理如下:(1) H2的产生主要是通过煤的裂解和气化过程产生的。
煤对二氧化碳化学反应性的测定及影响因素煤是一种重要的化石能源资源,其燃烧释放的二氧化碳是大气中主要的温室气体之一。
研究煤对二氧化碳的化学反应性及其影响因素对于减少二氧化碳排放、降低温室气体排放量具有重要意义。
本文将详细介绍煤对二氧化碳化学反应性的测定方法以及影响煤对二氧化碳反应性的因素。
1. 煤样品的制备首先需要准备煤样品,一般来说,可以选择不同种类的煤样进行研究,包括无烟煤、烟煤、褐煤等。
为了得到准确的实验结果,煤样品需要经过干燥和研磨处理,以确保煤的均匀性和实验结果的可靠性。
2. 实验装置测定煤对二氧化碳的化学反应性需要借助实验装置,一般可以采用固相反应器等设备。
在实验时,需要注意保持实验装置的密封性,以确保实验数据的准确性。
3. 实验条件在进行煤对二氧化碳化学反应性的测定时,需要控制好实验条件,包括温度、压力等参数。
这些实验条件的选择会对实验结果产生影响,因此需要认真进行实验设计。
4. 实验步骤具体的实验步骤包括将煤样品与二氧化碳气体进行接触反应,然后通过分析样品前后的化学成分、物理性质等方面的变化,来确定煤对二氧化碳化学反应性的强弱。
1. 煤的性质不同种类的煤在化学成分和燃烧性能上存在差异,这些差异会影响煤对二氧化碳的化学反应性。
无烟煤含硫量低,煤的燃烧产物中的二氧化碳含量相对较高,因此无烟煤相对于其他种类的煤来说,对二氧化碳的化学反应性可能更强一些。
2. 反应条件包括温度、压力、反应时间等因素都会直接影响煤对二氧化碳的化学反应性。
一般来说,温度升高会促进煤对二氧化碳的反应,而较高的压力也会使反应更加剧烈。
3. 煤的预处理煤的预处理过程中,比如煤的干燥、研磨等工艺也会对煤对二氧化碳的化学反应性产生影响。
干燥能够提高煤的可燃性和热值,但也可能导致一定程度的煤质变化,从而影响其对二氧化碳的反应性。
4. 煤的表面性质煤的表面性质对煤对二氧化碳的化学反应性也有重要影响。
煤的孔隙结构和比表面积大小都会影响煤对二氧化碳的吸附和反应速率。
煤中全硫的测定实验报告实验报告:煤中全硫的测定一、实验目的本实验旨在通过测定煤样中的全硫含量,了解煤的质量特性,并掌握常用的测定方法。
二、实验原理煤是一种主要由碳、氢、氧和少量杂质(如硫、氮)组成的有机物。
硫是煤中主要的杂质元素之一,它以有机形式与煤结合。
煤中的硫既会影响煤的燃烧性能,也会对环境产生污染。
因此,测定煤中的全硫含量对于煤的利用和环境保护都具有重要意义。
测定煤中全硫的常用方法有氧化法和质量光谱法。
氧化法是通过将煤样中的有机硫转化为无机硫酸根离子,然后用络合指示剂和标准溶液进行滴定,计算得到全硫含量。
质量光谱法是将煤样中溶解出来的硫化物以硫气或硫的化合物形式直接测定,将测试结果转化为全硫含量。
三、实验步骤1. 准备煤样:将煤样粉碎并均匀混合,取适量的煤样称重备用。
2. 氧化法测定:将煤样加入蒸馏水中,加入适量的硫酸和过量的氧化剂,进行加热反应,使有机硫转化为无机硫酸根。
反应结束后,冷却并滴加甲基橙作为络合指示剂,用标准硫酸溶液滴定至颜色转变为橙黄色,记录滴定体积,计算全硫含量。
3. 质量光谱法测定:将煤样加入硝酸、盐酸和氯化亚锡(作为还原剂),进行加热反应,使硫化物转化为硫化氢气体。
将生成的气体引入化学分析装置中,定量测定硫化氢的质量,从而计算全硫含量。
4. 计算结果:通过两种方法的测定结果,得出煤样中的全硫含量。
四、实验结果与分析我们进行了多组煤样的实验测定,得到了各组煤样的全硫含量。
在氧化法测定中,我们记录了滴定体积,并通过已知浓度的硫酸溶液的用量计算了硫的质量。
在质量光谱法测定中,我们通过测量硫化氢气体的质量得出硫的质量。
最后,我们通过比较两种方法的测定结果,评估其准确性和可靠性。
五、实验结论与讨论通过本实验的测定,我们得到了煤样中全硫含量的结果,并对两种测定方法进行了比较。
在实验中,我们发现氧化法测定结果较为简便和准确,但其需要耗费大量的试剂和时间。
而质量光谱法则更加高效和准确,但设备的要求较高。