西北侏罗纪煤自燃反应模型及其热动力学基础研究

基金项目类型：

国家自然科学基金

基金项目编号：

51674191

来源网站：

国家自然科学基金委员会

来源网址：

http://www.nsfc.gov.cn/

负责人：

张嬿妮

完成单位：

西安科技大学

中文关键词：

西北侏罗纪煤; 自燃特性; 结构模型; 自燃机理; 热动力学;

项目类型：

面上项目

语种：

中文

开始日期：

2017-01-01

结束日期：

2020-12-31

中文摘要：

西北地区侏罗纪煤具有特殊的矿物学和岩相学特征，煤分子结构易氧化放热，为自燃或易燃煤层。本项目以西北低变质程度侏罗纪煤为研究对象，实验研究煤的物化特征和煤分子结构光谱特征，掌握煤氧化过程中官能团的动态分布规律，构建最优煤自燃特征分子结构模型。采用量子化学软件，模拟西北侏罗纪煤的氧化反应微观过程，研究煤氧吸附、氧化微观历程的影响因素及其相互作用关系，得出煤氧热反应动力学关键参数，确定不同条件下煤氧化学反应的临界点和关键反应环节。实验研究煤氧吸附热及煤氧化过程的反应热，掌握煤氧反应热释放速度和热积聚的变化规律，揭示西北侏罗纪煤自燃宏观热效应及其热动力学机理函数。运用灰色关联度和信息熵的方法，关联分析西北侏罗纪煤吸附和氧化过程中微观与宏观的热效应，构建煤热反应趋势预测模型。研究结果对进一步揭示西北侏罗纪煤自燃机理，以及开发有效防治技术具有重要实际意义。