煤自燃热失重特征规律及关键官能团研究

为了研究煤自燃过程中对失重起重要作用的关键官能团,以3种不同变质程度煤样为研究对象,根据TG热重实验和傅里叶变换红外实验,研究煤自燃热失重过程的特征温度和官能团变化规律,基于频率比模型法和灰色关联度分析煤自燃失重量与官能团间的相关性,并探讨不同变质程度煤自燃热失重过程的关键官能团。研究结果表明:随煤变质程度加深,热失重曲线后移,从褐煤到无烟煤,热失重特征温度分别增加22%,37%;随温度增加,官能团含量突变温度点与特征温度相近,羟基在150℃之前呈指数式下降后趋于稳定,脂肪烃、含氧官能团和芳香烃在燃点温度之后线性下降;影响不同变质程度煤自燃热失重的关键官能团不一致,C C是影响褐煤的热失重关键官能团,而甲基是影响烟煤、无烟煤的热失重关键官能团。研究结果可为煤自燃热失重过程关键官能团的确定提供重要参考。

基于微观结构和气体产物特征的风化煤与氧化煤自燃差异研究

为了掌握煤自燃特征温度下风化煤和氧化煤关键活性基团的关系与区别,将新鲜煤样作为参照煤样,对比分析风化煤和氧化煤的微观结构和气体产物特征;首先采用傅里叶变换红外光谱,分析风化煤与氧化煤在初始状态的活性官能团相对含量及特征结构参数,确定了特征温度下4类主要活性基团的变化规律,对风化煤与氧化煤不同活性官能团的差异进行了半定量对比分析,揭示了造成风化煤和氧化煤自然发火自燃特征差异性的关键活性官能团;通过煤自燃程序升温实验,分析了风化煤与氧化煤标志气体体积分数释放特征,对特征温度下关键官能团的演化迁移进行了验证。结果表明:由于含氧官能团中C-O-C含量的不同导致氧化煤产生CO含量大于风化煤,而脂肪烃中甲基、亚甲基不对称伸缩振动的含量不同导致风化煤产生的C2H6含量大于氧化煤,并且在实验过程中风化煤率先产生C_(2)H_(4)。