摘 要我国是产煤大国也是消耗煤大国,出产的煤绝大部分用于直接燃烧。煤燃烧的要求是高效率和低污染, 然而煤的低中温氧化现象严重制约煤炭资源的安全生产和有效利用，因此研究煤粉低中温氧化特性，提高劣质煤炭利用效率并保障安全生产将成为本文的主要工作。本文首先通过同步热分析仪测试研究了煤粉在不同气氛（N2/空气），不同温升速率（10K/min、20K/min、30K/min）和是否加入添加剂（CuCl2）以及不同添加剂浓度（3%、6%、9%）情况下的TG-DTG数据，根据试验数据研究了煤粉低中温热解氧化特性。结果表明，空气气氛下氧气的存在，可以加快挥发分和固定碳的燃烧反应速率，减少燃烧反应时间，使煤粉总的氧化反应时间缩短，导致化学反应加快。在惰性气氛条件下，温升速率在使煤样的分解进程发生了一些变化，因为挥发分的初析温度和最大失重速率均会伴随着温升速率的提高而提高，从而提高煤粉的热解特性指数，即促进了煤样的热解反应。添加剂CuCl2的加入可以有效的降低煤粉的挥发分初析温度和着火温度，从而使煤样的热解反应加快，但是根据数据对比发现本实验所选取的浓度对样品的影响差距不大。
目录
1.引言 1
1.1研究背景 1
1.2 研究现状 2
1.3研究方法 2
1.3.1热重分析 2
1.3.2实验仪器 3
1.4 研究内容 4
2.煤粉热解热重分析实验 5
2.1样品的选取及制备 5
2.2煤的热解 5
2.2.1煤的热解过程 5
2.2.2热解特性实验参数 6
2.3煤的热解特性实验 7
2.4实验结果及分析 7
3煤粉氧化燃烧热重分析实验 9
3.1煤的氧化燃烧 9
3.1.1煤的氧化燃烧过程 9
3.1.2氧化特性曲线参数 10
3.2煤粉氧化燃烧实验 11
3.3实验结果及分析 11
3.3.1温升速率对氧化特性的影响 11
3.3.2添加剂浓度对氧化特性的影响 13
4.结论 15
参考文献 16
致谢 17
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 
1. 引言
1.1研究背景
众所周知，在我们人类生存和发展的物质之中，能源有着非常重要的地位，因此现在国际政治、军事、经济和外交都对能源格外关注。中国是世界上唯一以煤为主要能源的国家，2016年全球一次能源消费结构为煤炭28%、石油33%、天然气24%、核电和可再生能源15%，而中国一次能源消费结构为煤炭62%、石油18.3%、天然气6.4%、核电和可再生能源13.3%，与全球一次能源消费结构对比来看，2016年我国煤炭消费量占比仍高达62%，较全球平均水平高出34个百分点，石油、天然气、非化石能源占比未达到全球平均水平。煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化而渐渐形成的固体可燃性矿物，它被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，煤炭是十八世纪以来人类使用的主要能源之一，虽然煤炭的价值在二十一世纪之后已经开始变得越来越低，但这并不会影响煤炭在我们人类发展中的重要地位。另外，中国的工业发展以及社会稳定也会煤炭有着很大的关系，在我国能源安全里面最重要的一块就是煤炭供应过程中的安全问题。
我国的煤炭资源储量非常丰富，预测地质储量超过了4.5万亿吨，是世界排名第一的产煤大国，2016年煤炭探明的储量为1.6亿吨，占全球总量的21.4%。由于我国工业发展水平处于煤炭经济向石油经济转化的关键阶段，因此即使石油产品在国民经济运行中所占比例在升高，但是煤炭资源在我国的能源结构中仍然占据着非常重要的地位。
煤在空气(或氧气)中的低中温氧化可以改变煤的特性,从而影响到煤的转化和利用工艺。有时这些影响会带来非常大的坏处,比如煤在燃烧过程中的热值会受低中温氧化的影响而变低,同时低中温氧化对煤的碳化(裂解)会有抑制效果,这将导致优良的冶金焦不能生产出来。低中温氧化会在煤的直接液化时对产物的品质和收率造成影响，此外还会影响净煤过程,特别是煤的可浮选性能。但是煤的氧化也是有好处的，例如在气化时低中温氧化会使煤的粘结能力遭到破坏,从而促进半焦的反应。[1]
热解是十分重要的一种的洁净煤技术，在惰性气氛下能非常有效的避免煤粉直接燃烧带来的颗粒物排放和大气污染等问题。热解特性和热解产物的产率以及组成会受到反应温度、时间、眼里、加热速率和催化剂等因素的影响[24]。热解是煤炭在燃烧过程中的第一步化学反应，它影响着煤炭的后续燃烧过程。在热解过程中，脱挥发分会提高气相或煤颗粒的回火温度，导致煤炭的质量损失，促进煤颗粒的着火和燃烧。热解过程中，煤颗粒的化学结构、表面形状和孔隙率都发生了明显的变化，影响着炭的反应活性。并且释放出的挥发分阻止氧气在煤颗粒的表面和孔隙率的扩散，对炭的燃烧速度有影响。
1.2 研究现状
随着我国国民经济的快速发展，国家的能源需求在不断的扩大，导致煤炭资源利用供不应求，煤炭的低中温氧化现象严重制约着煤炭资源的安全生产和有效利用, 很多学者对煤炭的热解、燃烧和燃尽特性进行了热分析研究，他们发现在煤炭中加入添加剂能够影响煤的低中温氧化反应，在煤炭转化与利用工艺以及煤的自燃现象的防治工作中起到了非常重要的作用，其主要作用机理包括：控制煤炭和氧气的接触程度，主要用在减缓氧化反应速率上，例如喷注水玻璃、黄泥灌装等；控制活性官能团的生成，例如引入无机盐、抗氧化剂等。前者的作用机理主要在于物理方面，因此不能从根本上把问题解决，并且存在能效低、作用时间短等缺点。所以从内在本质上解决问题是关键是选择合适的氧化反应控制剂，而具有催化作用的各种金属及其化合物在控制氧化自由基链反应方面应用前景阔。[5]为了提高煤炭资源利用率，本文开展了对煤低中温热解和氧化特性的研究。
1.3研究方法
1.3.1热重分析
热重分析法(TG/DTG)，简称TGA分析，是一种在计算机程序控制温度的条件下测量物质重量与温度关系的先进技术，TGA分析常用的功能就是对材料的组分以及热稳定性进行研究，在材料分析的时候，我们为了对材料进行更深入的分析，会联用多种分析方法来进行综合的热分析。我们一般将TGA分析分为两种：静态法和动态法。[6]

原文链接：http://www.jxszl.com/hxycl/yyhx/84051.html