外来水分对煤自燃过程影响及作用机制研究

通过浸泡方法制备一系列不同外来水分含量的煤体,利用程序升温氧化实验模拟煤自燃过程,研究外来水分对煤自燃特性的影响;结合热分析和孔结构表征实验,探讨外来水分对煤自燃过程影响作用机制。外来水分对煤自燃过程的作用机制随着煤自燃状态发展而发生变化,主要表现出四个阶段。在缓慢氧化阶段,外来水分主要隔离煤与氧气的接触反应,对煤自燃起到物理抑制作用;在加速氧化阶段,水分可直接参与煤氧反应,起到化学促进作用;经过缓慢氧化阶段和加速氧化阶段,大量外来水分的蒸发导致煤颗粒表面裂隙增大,水分越大的煤生成的活性点位会更多,当煤自燃进入快速氧化阶段,外来水分对煤氧化反应的影响表现出延迟促进效应;当煤体温度达到180℃后,随着煤体温度进一步升高,不同初始外来水分含量的煤体自燃特征逐渐趋于一致。     

我国西北若干种冰、雪及水体反射光谱特性的研究

本文根据1980—1982年在我国西北地区野外实测资料的基础上,详细分析了若干种冰、雪及浑浊水体的反射光谱特性及其与测试目标物的某些参数关系,并根据光谱特性的分类结果提出其最佳遥感波段。     

煤自燃初期的反应机理研究

从实验得到的可能引起煤自燃的8个活性基团入手，提出了一系列简单煤分子模型，利用密度泛函DFT/6-31G对其完成了几何优化，计算了包括反应焓变、吉布斯自由能和活化能等，从热力学和动力学角度分析了计算结果。基于理论计算获得了煤活性基团的活泼性次序，得出了煤自燃初期的反应机理主要是氧分子先进攻煤分子中的活性基团，产生活泼性很高的中间体，然后中间体进一步反应得到水或二氧化碳及其他反应产物，计算结果与实验基本符合。     

用固体核磁共振和电子能谱研究我国高硫煤的结构

用固体ＮＭＲ和ＸＰＳ技术研究了我国三种（广西合山煤、湖南辰溪煤、浙江长广煤）高硫煤的结构特征。由固体ＮＭＲ测试结果计算出煤的十二种结构参数和芳香簇团的大小，获得了三个样品的结构特征及变化规律，由ＸＰＳ测试结果得到了煤中各种不同形态硫、氮的结合能数值。根据前入所做的模型化合物的结果，得知三咱煤中硫元素主要以噻吩硫形态存在，氮元素主要以吡啶和中的形态存在。     

不同形态水分对煤自燃过程微观作用机制研究

制备不同外在水分和原始赋存水分含量的煤体,通过模拟煤自燃升温氧化过程得到不同温度下的氧化煤样;利用原位傅里叶红外变换光谱仪测定不同氧化煤样中活性官能团的含量,研究形态水分对煤自燃过程微观官能团生成和转化的影响;利用氮吸附仪表征不同氧化煤样中比表面积大小,研究形态水分对煤自燃过程微观孔结构变化的影响;同时结合官能团与比表面积的变化规律,探讨形态水分对煤自燃过程的微观作用机制。形态水分对煤自燃过程的作用机制随着煤自燃状态发展而发生变化,表现出阶段性特征。外来水分含量和原始赋存水分都会促进酚、醇类羟基及含羧基类化合物的生成。外来水分和原始赋存水分的含量对煤自燃过程中微观比表面积、脂肪族C-H组分、含羟基化合物以及含羰基类化合物的生成和转化影响具有差异性;水分形态对微观比表面积和脂肪族C-H组分含量的变化影响具有差异性,而对含羟基化合物以及羧基化合物的生成和转化具有相似性。     

隐身材料微波隐身特性评估方法

列举了隐身材料微波电磁参数、反射率、目标雷达散射截面(RCS)的测试方法和相关标准,重点介绍了探头法、谐振腔法、传输反射法、自由空间等电磁参数测量方法及弓形法、远场法等反射率测试方法的基本原理和测试装置,分析了各种方法的特点和适用范围。     

吸湿预氧化对提质褐煤自燃倾向性的影响

为探究提质褐煤露天储存仍易自燃的规律和机制,选用自燃倾向性测定装置测定交叉点温度(CPT)等参数求得FCC,判定105-900℃提质褐煤在空气中吸湿预氧化前后的自燃倾向性变化;采用红外光谱仪、氮吸附仪、微量热仪等测定了各样品的化学结构变化、孔结构及吸湿性差异。结果表明,随提质温度的升高,提质新鲜样的自燃倾向性降低,但吸湿预氧化使200-500℃提质煤的自燃倾向性比其新鲜样显著增加,甚至接近原煤。预氧化增加了表面氧元素含量和氧化活性基团数量;脂肪侧链、含氧官能团和(提质后产生的)新自由基等氧化活性基团的存在及比表面积的增大,共同强化了提质样品的预氧化和自燃。吸湿不仅产生润湿热进一步加深预氧化,而且吸湿程度越大的提质样品,其自燃倾向性增强越显著。     

超临界水临界区域判定方法研究

对超临界水在临界区域进行合理的判定和区域划分,对于深入理解超临界水在临界过渡区域的流动和换热相关特征具有重要的作用。本文分析了超临界水从拟液态区向拟汽态区过渡的过程中,其导热系数、动力粘度、定压比热和膨胀系数等相关参数的变化规律特征,并归纳了已有超临界水在临界区域的划分判定模型。分析结果表明,在临界过渡区域,超临界水的流动特征参数和换热特征参数均会发生一系列连续剧烈的变化;只有同时考虑超临界水的膨胀特性和最大比热特性,才能更加合理地对临界区域进行划分。在此分析基础上,本工作完善了超临界水的三区分析判定模型,得到了新的超临界水在临界区域的判定划分数据,并由此拟合得到了新的超临界水分区边界计算关系式。新的计算关系式的误差范围在±0. 3℃之内,满足计算分析的要求。     

煤、焦炭国家标准样品物理化学特性的稳定性考察及评价

从煤质材料、生产制备工艺方面介绍了影响煤、焦炭标准样品物理化学特性稳定性的因素,以实际煤、焦炭国家标准样品为例,考察了煤、焦炭标准样品物理化学特性值的稳定性,介绍了煤、焦炭标准样品稳定性评价的方法.根据稳定性考察结果,提出了保证煤、焦炭标准样品物理化学特性稳定性的措施.     

光寻址生化传感器

研制出一种基于光寻址电位传感器(LAPS)原理的多参数生化传感器系统。根据电化学三电极测试方法提出了具有光栅功能的网格型Pt薄膜辅助电极的创新性设计,并实现了光机电一体化的检测系统。文中探讨了电解质的电导和LAPS曲线的归一化、敏感膜制备、差分检测等问题,给出pH值、尿素、青霉素、乙酰胆碱等的测试结果.     

Effect of pyrolysis characteristics on ignition mechanism and NO emission of pulverized coal during oxy-fuel combustion

The effect of pyrolysis behavior on the ignition mechanism was investigated by thermogravimetric technique. The pyrolysis tests show that Datong bituminous coal (DT) pyrolyzes earlier and releases volatiles faster than does Guohua bituminous coal (GH). During oxy-fuel combustion, more volatiles accumulated around DT particles can be ignited easily with increasing oxygen concentration which results in the heterogeneous ignition transforming to homogeneous ignition, while for GH, less volatile is released during devolatilization and the coal particles are more likely ignited heterogeneously. After the transformation of ignition mechanism, the ignition temperature of DT decreases significantly, but the combustibility index S is not appreciably affected. The effect of pyrolysis characteristics on NO emissions was studied by a fixed-bed reactor. It is found that compared to GH, DT released NO more quickly and intensively which leads to more fuel-N converting to NO. With the rise in oxygen concentration, the NO yields of both coals reach the peak values at 40 % oxygen concentration and then decline mainly due to the enhanced homogeneous NO reductions at higher oxygen concentration. With the rise in furnace temperature, the NO yields of coal samples increase first and then decrease with a maximum at 900 °C which is possibly a result of the competing reactions of volatile-N oxidation and reduction in the process of NO formation.     

煤粉的增压富氧燃烧特性及煤灰矿物演变

为了更好地了解煤粉在增压富氧条件下的燃烧过程,利用加压热天平(PTGA)结合X射线衍射仪(XRD),研究了增压富氧燃烧条件下压力对煤粉燃烧特性及煤中矿物演变的影响。研究表明,随着压力的升高,煤粉常压时的非均相着火逐渐转变为均相着火,当压力升高到3 MPa开始向非均相着火过渡,并在5 MPa时完全转变成非均相着火。由于煤粉着火机理的转变,综合燃烧特性指数S随着压力的增加先升高后降低。不同的着火机理下,煤粉的燃烧温度也会有所差别。常压时非均相着火较高的燃烧温度使得反应生成了莫来石等矿物,而1 MPa时均相着火较低的燃烧温度则使得煤灰中出现了伊利石等矿物。压力继续升高,均相着火开始向非均相着火过渡,燃烧温度逐步升高,伊利石逐渐转变为莫来石。     

煤及其拔头半焦的燃烧反应特性研究

采用热天平研究了贵州褐煤、三江原煤及其拔头半焦的燃烧行为,考察了粒径和升温速率对样品着火点和燃烧稳定性的影响。减小样品的粒径可显著降低样品的着火点,改善样品的燃烧性能,在粒径100～120目和升温速率25℃/min下,样品的燃烧稳定性最好。根据Coats-Redfern方法求解燃烧反应动力学参数。燃烧反应动力学分析表明,三种样品的热天平燃烧反应均为一级反应,并得到了实验样品的燃烧反应动力学参数,表观活化能E和指前因子A。贵州褐煤的活化能为100.0～163.6 kJ/mol,三江原煤的活化能为73.4～161.2 kJ/mol,三江煤焦的活化能为68.3～178.1 kJ/mol。     

Combustion behaviour of some biodesulphurized coals assessed by TGA/DTA

Thermal analysis, i.e. TGA/DTA is used to study the changes in the combustion behaviour of microbially treated coals. In view of their high sulphur content and industrial significance three samples are under consideration, i.e. one lignite and two subbituminous from different region in Bulgaria. The differences in burning profiles can be related to structural changes resulted from biological treatments. The overall biological treatment generates these changes probably due to the oxidation process. Concerning organic sulphur biodesulphurization there is no change in any drastic manner of the thermal characteristic parameters. In general, applied biotreatments provoke a complex influence on combustion coal behaviour. From one side a better ignition performance, a minor decrease in higher heating value and diminishing peak temperature of maximum weight loss rate for all biotreated samples are observed. From other side some decrease in the combustibility indicated by an increase in the combustion time and the end of combustion temperature are obvious. Also well determined decrease of self-heating temperature after biotreatments evolves high risk of spontaneous unmanageable coal combustion.     

Polymer flammability. II

The responses of a polymer flame to changes of specimen diameter, ignition position, and stability of the burning surface were determined. These extrinsic flame parameters restricted the transport of oxygen from the environment to the burning surface. With increasing restriction the oxygen demand from the environment for self-sustained combustion increased from a minimum oxygen demand at maximum access of environmental oxygen to the burning surface. This increase in oxygen demand was measured and correlated with surface oxygen concentrations estimated from the diffusion data of Part I. The minimum oxygen demand was demonstrated as characteristic for a given polymer and intrinsic in its chemical structure. This minimum oxygen demand, termed intrinsic combustibility, has been correlated with a polymer's thermooxidative stability, measured by thermogravimetric analysis at specific conditions. An intrinsic combustibility scale for polymers is given. In contrast, polymer flammability, as commonly measured in air, is interpreted as a variable property that depends on the extent of the interaction between extrinsic parameters, which are set by the testing configuration, with intrinsic combustibility.     

基于CO2气体释放法的煤燃烧特性研究

国内火电厂目前对于煤质的检测主要是通过常规的工业分析检测燃煤挥发分、碳、灰分和发热量等指标信息,指导锅炉的运行。在这些常规分析指标中,反映煤的燃烧特性主要是挥发分的多少。但是,仅凭挥发分来衡量煤的燃烧特性是不完全的[1]。此外由于条件限制,目前火电厂对于着火、燃尽等燃烧特性,无法得到。此前,国内一些研究单位采用热重分析技术对我国动力煤燃烧特性进行系统研究,并得到相应的指标。但由于热分析仪大都是从国外进口,仪器成本过高而无法推广和普及。本研究采用基于ＣＯ2气体释放法的煤燃烧特性研究可以较快得出煤的着火点、…     

基于镍基修饰的铁矿石载氧体煤化学链燃烧实验

使用1 kW_th串行流化床反应器,研究了以铁矿石为载氧体以及对铁矿石进行镍基修饰情况下煤化学链燃烧特性,对两种修饰方法(机械混合和浸渍)进行了对比评价。结果表明,铁矿石载氧体具有良好的反应性能和稳定性,是实现煤化学链燃烧的一种比较理想的载氧体。向矿石中机械添加少量NiO/Al₂O₃载氧体,能够有效改善其反应活性,提高系统CO₂捕集率;采用浸渍法修饰的铁矿石载氧体煅烧后,总体微观孔隙结构变差,导致煤气化产物与载氧体间的反应无法充分进行,系统CO₂捕集率显著下降。浸渍修饰的方法和过程需要进一步的研究和改善。     

煤粉着火模式对再燃脱硝效率影响的实验研究

在一维携带流实验台上研究了烟煤煤粉着火模式,包括均相着火和非均相着火,对煤粉再燃还原NO的影响。实验结果表明,温度一定时,随着再燃区氧体积分数的增加,煤粉挥发分首先着火,脱硝效率明显下降;而非均相着火初期造成的颗粒高温有利于异相还原NO,脱硝效率得以回升;氧体积分数进一步提升,再燃区呈现富氧状态,脱硝效率再次下降。提高再燃区温度促进煤粉还原NO,脱硝效率更高,但是也促使挥发分在更低的氧体积分数下着火,着火后脱硝效率下降更多;粒径对煤粉着火以及还原NO的影响较为复杂,粒径在40μm以上,不同氧体积分数下脱硝效率基本上随粒径增大而下降。     

On the atmospheric oxidation of liquid toluene

This communication presents preliminary computational results on the interaction between triplet (3Sigma) and singlet (1Sigma, 1Delta) oxygen molecules with toluene. All three oxygen species form very weak complexes with toluene and all also appear capable of abstracting a benzylic hydrogen atom to form the HO2 radical. Reaction with singlet molecular oxygen does not convincingly explain the formation of benzylhydroperoxide from toluene residues stored over a long time in brown glass bottles, and it is speculated that this may be a surface-catalysed photochemical reaction. The possible involvement of singlet oxygen molecules in the spontaneous ignition of tyre rubber and of soft coal is discussed briefly and the need for new experimental studies is stressed.