《煤自燃臨界溫度的特性及形成機理》是依託中國礦業大學，由仲曉星擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：煤自燃臨界溫度的特性及形成機理
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：仲曉星
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
煤自燃的臨界溫度是煤低溫氧化向快速氧化轉變的特徵點，是認識和評價煤自燃特性的關鍵參數，也是煤炭自燃災害防治中的關鍵階段。針對現有的單參數測試手段與研究方法的不足，本項目創新地採用原位技術實時線上測試臨界溫度段（50～130℃）的氣體產物、耗氧量、產熱量、官能團與自由基濃度等參數隨氧化時間與溫度的變化，研究該階段煤自燃的產熱產物動力學模型，官能團與自由基濃度變化之間的關係，影響臨界溫度的關鍵因素等；結合量子化學軟體對不同煤種不同活性官能團反應過程的計算模擬，綜合分析各測試參數之間的內在聯繫，推導煤臨界溫度段不同官能團的氧化反應步驟及各反應步驟的產物和產熱量。在此基礎上建立煤自燃臨界溫度變化前後的氧化動力學反應模型，揭示煤自燃臨界溫度的特性及形成機理。研究成果對深入認識煤自燃機理具有重要的科學意義，也對指導煤炭自燃防治具有重要的現實意義。
結題摘要
採用絕熱氧化和程式升溫實驗，研究了不同變質程度煤自燃過程中的溫升速率與氧化產物隨溫度的變化，在此基礎上建立了基於氧化產物的煤自燃臨界溫度計算數學模型，提出了基於程式升溫氧化產物的煤自燃臨界溫度測試方法，並採用該方法分析了煤樣粒徑、含水量對自燃臨界溫度的影響；測試分析了不同煤樣臨界溫度前後官能團與自由基濃度隨反應溫度的變化的規律，利用量子化學計算推導了煤中主要活性單元的反應步驟及其熱效應；最終通過綜合分析各測試參數之間的內在聯繫，闡述了煤自燃臨界溫度的形成機理。研究期間發表學術論文10篇，其中SCI 2篇，EI 7篇，授權發明專利1項，獲得國家技術發明二等獎1項。
