煤塵結構及其反應性

目錄
前言
第1章緒論1
1.1煤塵的產生及其危害1
1.2煤塵結構與反應性研究進展2
1.2.1煤塵結構特性2
1.2.2煤塵潤濕特性4
1.2.3煤塵反應性5
1.3本書的特色與創(chuàng)新9
參考文獻10
第2章煤塵特性及其表征14
2.1粉塵濃度監(jiān)測與采樣14
2.1.1濃度監(jiān)測方法14
2.1.2粉塵采樣方法19
2.2煤塵的物質組成24
2.2.1煤塵的元素組成24
2.2.2煤塵的礦物質組成24
2.3煤塵粒度及其形狀25
2.3.1煤塵粒度及其分布25
2.3.2煤塵粒度測試方法34
2.3.3煤塵顆粒形狀特征41
2.3.4煤塵顆粒的分形特征44
2.4煤塵荷電特性54
2.4.1煤塵比電阻及其測試方法54
2.4.2煤塵荷電特性的影響因素55
2.5煤塵密度與導熱性56
2.5.1密度表示及測試方法56
2.5.2煤塵導熱性及測試方法60
2.6煤塵的空氣動力學特性61
2.6.1粉塵運移描述方法61
2.6.2沖擊波作用下沉積煤塵層的卷揚特性62
2.7本章小結70
參考文獻71
第3章煤塵理化結構及其吸附特性73
3.1煤塵孔隙結構及其測試方法73
3.1.1孔隙分類73
3.1.2孔隙結構測試原理及方法74
3.2煤塵孔隙結構的吸附法測定76
3.2.1吸附等溫線的類型76
3.2.2吸附回線的形態(tài)及其分類77
3.2.3孔隙結構及其對吸附回線的影響78
3.3煤塵表面化學結構分析79
3.3.1煤塵表面結構的紅外分析79
3.3.2紅外光譜譜峰的擬合及光譜參數(shù)計算82
3.4煤塵對氣體的吸附作用特性87
3.4.1煤塵對常壓甲烷的吸附87
3.4.2煤塵對高壓甲烷的吸附91
3.4.3煤塵對甲烷吸附的影響因素分析94
3.5本章小結100
參考文獻100
第4章煤塵表面潤濕特性103
4.1煤塵表面潤濕及其測試方法103
4.1.1表面潤濕機理103
4.1.2潤濕測試方法及其表征110
4.2煤塵理化結構及其對潤濕的影響113
4.2.1粉體粒度113
4.2.2物質組成114
4.2.3孔隙結構126
4.2.4表面化學結構128
4.3煤塵潤濕性的改善132
4.3.1表面活性劑及其作用機理132
4.3.2表面活性劑單體優(yōu)選136
4.3.3臨界膠束濃度的確定137
4.4煤塵潤濕表面活性劑優(yōu)化138
4.4.1實驗試劑的原料選擇138
4.4.2正交實驗原理139
4.4.3正交實驗結果141
4.4.4*優(yōu)配方的確定153
4.5煤塵潤濕過程及潤濕模型155
4.5.1煤塵潤濕過程的直接測定155
4.5.2煤塵潤濕過程動力學模型159
4.5.3煤塵潤濕影響因素控制模型163
4.6本章小結175
參考文獻175
第5章低溫條件下煤塵的絕熱自熱特性177
5.1絕熱自熱反應測試裝置及方法177
5.1.1絕熱自熱測試原理177
5.1.2絕熱自熱測試裝置177
5.2煤塵絕熱自熱溫升特性178
5.2.1煤低溫氧化交叉點溫度及反應活化能178
5.2.2典型煤低溫自熱氧化特性180
5.2.3煤低溫氧化反應的影響因素182
5.3煤塵絕熱自熱產氣特性187
5.3.1典型煤塵自熱氣體的逸出特性187
5.3.2煤塵自熱指標氣體的確定190
5.4本章小結193
參考文獻193
第6章慢速升溫條件下煤塵的燃燒特性194
6.1熱分析技術及方法194
6.1.1熱重技術194
6.1.2差熱分析技術196
6.1.3熱分析聯(lián)用系統(tǒng)198
6.2典型煤塵的燃燒反應歷程及其影響因素199
6.2.1程控升溫過程的預備性實驗199
6.2.2不同氣氛下煤塵熱分解的比較200
6.2.3煤塵燃燒的TG-DTA分析202
6.2.4不同氣氛下煤塵燃燒的TG-DTG曲線204
6.2.5煤塵著火與燃盡的影響因素分析206
6.2.6基于特性指數(shù)分析的煤塵燃燒評價208
6.3煤塵燃燒反應的動力學分析210
6.3.1燃燒反應動力學模型210
6.3.2反應動力學參數(shù)212
6.4基于TG-FTIR的燃燒氣態(tài)產物析出特性214
6.4.1FTIR三維譜峰解析及歸屬214
6.4.2不同條件下氣態(tài)產物的對比分析217
6.5本章小結220
參考文獻220
第7章快速升溫條件下煤塵的燃燒特性222
7.1基于沉降爐裝置的煤塵燃盡率分析222
7.1.1快速升溫粉體燃燒實驗系統(tǒng)222
7.1.2不同氣氛下煤塵的燃盡特性226
7.1.3不同氣氛下煤塵的燃燒速率的差異228
7.1.4燃燒溫度對兩種氣氛下煤塵燃盡特性的影響228
7.2煤焦孔隙結構演化及其受控因素分析229
7.2.1燃燒氣氛的影響231
7.2.2燃燒溫度的影響238
7.2.3燃燒時間的影響241
7.2.4煤焦孔隙結構與燃盡率245
7.3煤焦顆?？紫督Y構的非線性特征247
7.3.1分形理論簡介及其應用247
7.3.2煤焦顆粒的分形特征及其測定方法249
7.3.3孔隙結構分形特征及其演化252
7.4煤焦顆粒表面形態(tài)的非線性特征254
7.4.1煤焦顆粒SEM圖像的定性描述255
7.4.2煤焦表面SEM圖像的經典統(tǒng)計分析256
7.4.3煤焦顆粒表面孔隙的形狀因子及其分布265
7.5本章小結268
參考文獻268
第8章煤塵燃燒固相微結構演化特性270
8.1煤焦表面化學結構及其演化270
8.1.1表面化學結構的FTIR測試方法271
8.1.2煤焦表面FTIR的測試結果及其定性分析272
8.1.3紅外譜峰的歸屬及解析275
8.1.4芳氫與脂氫比及芳香度277
8.2基于XRD分析的煤焦微晶結構特征278
8.2.1XRD實驗儀器及測試方法278
8.2.2X射線衍射原始譜圖的處理279
8.2.3煤焦XRD譜圖的定性分析281
8.2.4煤焦X射線衍射峰的歸屬與解析282
8.2.5煤焦XRD實驗結果的定量分析285
8.3煤塵燃燒特性的灰色關聯(lián)分析288
8.3.1灰色系統(tǒng)及灰色關聯(lián)分析簡介289
8.3.2灰色關聯(lián)分析的方法與步驟290
8.3.3煤焦結構與其反應性的關聯(lián)分析291
8.4本章小結293
參考文獻293
第9章煤塵爆炸及抑爆響應特性296
9.1煤塵爆炸及其發(fā)生條件296
9.1.1煤塵爆炸簡況296
9.1.2煤塵二次爆炸299
9.2煤塵爆炸特征參數(shù)及其受控因素300
9.2.1煤塵爆炸測試方法300
9.2.2煤塵爆炸特征參數(shù)302
9.2.3煤塵爆炸的影響因素303
9.2.4瓦斯煤塵多元多相體系的爆炸特性313
9.3煤塵爆炸固相產物特征315
9.3.1爆炸前后煤塵粒度變化315
9.3.2爆炸前后煤塵表面形態(tài)317
9.3.3爆炸前后煤塵表面官能團變化320
9.4煤塵爆炸氣相產物特征324
9.4.1煤塵爆炸氣相產物的生成分析324
9.4.2煤塵濃度與氣體產物生成規(guī)律325
9.4.3煤塵爆炸壓力和氣體產物生成規(guī)律329
9.5含煤塵氣固多相體系的抑爆響應特性332
9.5.1典型抑爆劑的特性及抑爆機理332
9.5.2瓦斯煤塵多相體系對抑爆劑的響應334
9.5.3煤塵爆炸抑爆效果分析341
9.6本章小結348
參考文獻348