Исследование закономерностей влияния влаги на процесс самонагревания угля

• Автор: Ворошилов, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1.Анализ современных подходов к изучению

самонагревания угля.

1.1. Низкотемпературное окисление угля

1.2. Влияние влаги на окисление каменных углей

1.3. Влияние различных видов влаги на физикохимические

свойства пористых тел.

1.4 Особенности химических реакций в пористых телах с

фрактальной структурой

1.5. Моделирование процесса самовозгорания углей

Выводы
Глава 2. Связь константы скорости сорбции кислорода углем
с распределением влаги в пористой структу ре угля.
2.1. Оценка распределения влаги в микро и супсрмикропорах каменных углей
2.2. Определение константы скорости сорбции кислорода углем в зависимости от распределения влаги в его пористой структуре.
2.3. Определение удельного объема угля и свободного от влаги
объема пор
Выводы
Глава 3. Моделирование изменения объема угля при
десорбции влаги.
3.1. Разработка методики расчета изменения объема угля при десорбции влаги.
3.2. Моделирование изменения объема каменных углей и
внутрипорового давления.
Выводы
Глава 4. Особенности окисления каменных углей,
обусловленные фрактальной геометрией угольных частиц и дезактивация угля во времени
4.1. Влияние размеров частиц на кинетику окисление угля
4.2. Зависимость скорости сорбции кислорода углем от температуры и дезактивация угля при низкотемпературном
окислении.
Выводы.
Глава 5. Разработка методики расчета температурного режима самонагревания угля.
5.1. Разработка методики расчега температурного режима самонагревания угля
5.2. Разработка компьютерной программы и численное моделирование температурного режима самонагревания угля
Выводы.
Выводы и заключения
Список литературы


На интервале размеров частиц угля менее мк идет объемное окисление угля и фрактальная размерность константы скорости сорбции близка 3, а на интервале от мк до мм протекает объемно-поверхностное окисление с фрактальной размерностью порядка 2,5. Изменение температуры угольного скопления в значительной степени определяется скоростью дезактивации угля во времени и его активацией при выходе влаги из супермикропор. Методика оценки продолжительности инкубационного периода самовозгорания угля». Теоретически предсказанные зависимости изменения внутрипоровых давлений позволили показать и экспериментально установить, что при удалении влаги их супермикропор происходит резкое увеличение коэффициента дробимости углей, что представляет практический интерес для переработки угля. Полученный ряд изменений физических, химических и механических свойств угля под действием влаги микро- и супермикропор использован при разработке методов оценки развития эндогенных пожаров в шахтах. Результаты работы используются при чтении лекций, посвященным вопросам профилактики эндогенных пожаров. Реализация работы Результаты и выводы диссертационной работы использовались при разработке и проведении экспериментов по изучению дробимости и прочностных свойств каменных углей. Полученные результаты и выводы по диссертационной работе также использованы при разработке НЦ ВостНИИ нормативного документа -«Методика измерений инкубационного периода самовозгорания угля». Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений. Регистрационный код методики измерений - ФР. Свидетельство об аттестации № 60-. Глава 1. Известно несколько научных гипотез [1] самовозгорания угля: фенольная, фюзенопиритная, перекисная (свободно-радикальная), уголь-кислородных комплексов и т. Все гипотезы [1] в той или иной степени придерживаются одного взгляда на процесс окисления угля, который можно представить следующим образом. Низкотемпературные процессы окисления угля идут очень медленно. Это создает специфические трудности при их изучении. Нужен большой промежуток времени, чтобы в химической системе произошли заметные изменения. В течение этого времени трудно сохранить постоянство внешних условий, а чтобы сократить продолжительность опыта, надо пользоваться высокочувствительными методами, которые приходится подбирать и разрабатывать применительно к данному частному случаю. Поэтому большинство работ по окислению проводится при повышенных температурах, что технически удобнее. Однако полученные при этом результаты не могут быть полностью использованы для понимания низкотемпературного окисления, так как механизм процесса изменяется с температурой. Для окисления при низких температурах, кроме малой скорости, характерно то, что вещество окисляется не сразу до конечных продуктов и происходит постепенное увеличение степени окисленности. Эта постепенность вызывается тем, что реагируют преимущественно наиболее активные атомные группы, входящие в состав вещества, т. На реагирующей поверхности образуются нелетучие продукты окисления. Они затрудняют приток кислорода, вследствие чего скорость окисления уменьшается со временем (при неизменности температуры и концентрации кислорода). Для выяснения химического механизма окисления углей большой интерес представляют закономерности, установленные для окисления углеводородов молекулярным кислородом, имеющего, как сейчас известно, радикально-цепной механизм и протекающего поэтому в газовой среде при невысоких температурах. Но если пропускать газовую смесь через слой измельченного стекла, то радикалы уничтожаются, и окисление не начинается до температуры термического разложения углеводорода, т. Наблюдается также характерный для цепных реакций индукционный период. Выяснено, что он обусловлен образованием альдегидов, которые вызывают первичное зарождение радикалов. Первичными продуктами окисления углеводородов молекулярным кислородом при / < 0° являются гидроперекиси. При низких температурах молекулы О2 весьма инертны. Р-0-0+Н-Р->Р-0-0-Н + Р. По положению группы -О-О-Н в молекуле окисленного углеводорода были установлены следующие закономерности.