大型电站煤堆自燃机理与阻燃技术PDF电子书下载

1 概述 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内外相关研究的现状 2

1.2.1 煤低温氧化机理与动力学模型 2

1.2.2 煤的低温氧化特性的研究 3

1.2.3 煤堆自燃趋势预报方法和数学模型 4

1.2.4 煤堆自燃防护技术及其防护的工程试验 5

1.3 主要内容与框架 6

参考文献 8

2 煤的氧化动力学基础 10

2.1 煤的化学组成与热物理性质 10

2.1.1 煤的形成及分类 10

2.1.2 煤的化学组成 11

2.1.3 煤的热物理性质 20

2.2 煤的自燃基础与自燃过程 25

2.2.1 热的自燃基础 25

2.2.2 煤的自燃过程及影响因素和产物 29

2.3 热动力学理论 45

2.3.1 自燃的化学动力学 45

2.3.2 谢苗诺夫热自燃理论 46

2.3.3 弗兰克—卡门涅茨基（F—K）自燃理论 49

2.3.4 链锁自燃理论 54

2.4 煤炭自燃的量子化学理论和配位化学理论 55

2.4.1 煤炭自燃的量子化学理论 55

2.4.2 密度泛函理论 56

2.4.3 配位化学理论 61

2.5 煤自燃过程的氧化动力学理论 65

2.5.1 煤自燃的氧化动力学模型建立 65

2.5.2 煤自燃的氧化动力学特性 69

2.5.3 煤自燃过程的氧化动力学分析 73

参考文献 76

3 煤堆自燃过程的特性 80

3.1 煤堆自燃过程特性研究概述 80

3.2 采用篮子加热法研究煤的低温氧化过程和动力学特性 81

3.2.1 篮子加热法实验概述 82

3.2.2 煤的低温氧化过程 83

3.2.3 临界着火温度 84

3.2.4 低温氧化动力学参数测定 85

3.2.5 自燃发火时间 89

3.2.6 小结 89

3.3 TGA/DSC同步热分析法测量煤的低温氧化动力学参数 90

3.3.1 TGA/DSC同步热分析概述 90

3.3.2 TGA/DSC同步热分析特性曲线 92

3.3.3 低温氧化动力学参数的测定 96

3.3.4 小结 98

3.4 煤低温氧化的恒温量热分析及动力学分析 99

3.4.1 恒温量热分析概述 99

3.4.2 不同温度下的氧化放热特性曲线 100

3.4.3 低温氧化动力学参数的测定 102

3.4.4 小结 103

3.5 煤低温氧化过程中表面官能团演变的原位DRIFTS分析 104

3.5.1 原位分析概述 104

3.5.2 煤表面官能团结构在低温氧化过程中的变化 105

3.5.3 不同加热温度对煤表面官能团结构的影响 110

3.5.4 原位DRIFTS检测煤在低温氧化过程中的气体产物CO2 110

3.5.5 三种煤样的原位DRIFTS分析的比较 111

3.5.6 三种煤样的原位DRIFTS谱图的含氧官能团特征峰的拟合解析 112

3.5.7 小结 114

3.6 混合煤种低温氧化交互影响与动力学分析 115

3.6.1 动力学模型 115

3.6.2 单煤种低温氧化热力学分析 117

3.6.3 混煤低温氧化热力学分析 118

3.6.4 混煤低氧氧化的交互影响 119

3.6.5 混合比例对低温氧化的影响 120

3.6.6 混煤低温氧化动力学分析 120

参考文献 121

4 抑制煤堆自燃的数值模拟与实验 130

4.1 抑制煤堆自燃的理论 130

4.1.1 自燃过程的数学模型 130

4.1.2 煤堆自燃过程的数值模拟 131

4.1.3 控制煤堆边界的氧扩散对煤堆内温度的影响 136

4.1.4 煤堆自燃的影响因素分析 141

4.1.5 小结 145

4.2 燃烧动力学参数 145

4.2.1 燃烧动力学参数的计算方法 145

4.2.2 煤样与稠油的燃烧动力学参数 148

4.2.3 小结 151

4.3 抑制煤堆自燃新方法 151

4.3.1 模拟实验 151

4.3.2 实验控制和数据采集系统 153

4.3.3 新方法的应用情况 155

4.3.4 小结 157

参考文献 158

5 煤堆自燃的预报预测技术与开发 159

5.1 煤堆自燃倾向性及预报预测技术 159

5.1.1 着火点温度法 160

5.1.2 双氧水法 161

5.1.3 绝热氧化法 162

5.1.4 交叉点测试方法 163

5.1.5 高温活化能测定方法 165

5.1.6 热分析技术 166

5.1.7 色谱吸氧法 168

5.1.8 煤自燃倾向性的氧化动力学测定法 169

5.2 煤堆自燃预报预测技术开发 175

5.2.1 理论模型 175

5.2.2 数值模拟方法 177

5.2.3 数值模拟软件 180

5.2.4 煤堆氧化过程和阻燃效果模拟分析 181

5.2.5 数值模拟方法应用于自燃进程的因素分析 184

5.2.6 小结 186

5.3 煤堆自燃预报预测技术的应用 187

5.3.1 基于BP神经网络的煤层自燃预测 187

5.3.2 因子分析与支持向量机相结合的煤炭自燃预测 190

5.3.3 基于代数神经网络的煤自燃预测 194

参考文献 198

6 电站煤场防灭火技术应用 201

6.1 煤堆阻燃方法概述 201

6.2 惰性气体灌注防灭火技术 203

6.2.1 低压二氧化碳防灭火技术 203

6.2.2 氮气防灭火技术 206

6.3 电站煤场消防系统设计 207

6.3.1 GB 50084—2001《自动喷水灭火系统设计规范》电站应用解读 207

6.3.2 大空间智能型主动喷水灭火系统应用示例 208

6.3.3 圆筒煤仓可燃气体报警及自动通风系统应用示例 211

6.3.4 煤仓防火安全监测系统应用示例 212

6.4 露天煤堆阻燃装置应用示例 214

6.4.1 技术实施方案 214

6.4.2 技术应用 215

6.5 封闭式煤场挡煤墙防灭火技术 216

6.6 小空间灌注／灌浆阻燃技术 217

6.6.1 灌浆阻燃技术 217

6.6.2 喷洒灌浆阻燃技术 218

7 煤炭阻化剂阻燃技术应用 220

7.1 煤炭阻化剂阻燃原理 220

7.2 胶体阻燃技术 223

7.2.1 胶体灭火机理 223

7.2.2 胶体及其特性 233

7.2.3 胶体防灭火技术应用 234

7.3 三相泡沫的阻燃技术 239

7.3.1 阻化泡沫的组成及特性 239

7.3.2 阻化泡沫技术应用 240

7.4 盐类阻燃技术 241

7.4.1 铵盐类阻燃技术原理 242

7.4.2 氯盐类阻燃技术原理 242

7.4.3 硼酸锌阻燃技术原理 242

7.4.4 盐类阻燃技术应用 243

7.5 新型高聚物阻燃技术 246

7.5.1 新型高聚物阻燃技术原理 246

7.5.2 新型高聚物阻燃技术应用 247

7.6 煤炭阻化剂性能比较与分析 250

7.6.1 卤盐类阻化剂 250

7.6.2 铵盐阻化剂 250

7.6.3 碱类阻化剂 251

7.6.4 抗氧化类、粉末状阻化剂 251

7.6.5 泥浆阻化剂 251

7.6.6 凝胶类阻化剂 251

7.6.7 高聚物乳液阻化剂 252

7.6.8 惰性气体阻化剂 252

7.6.9 泡沫阻化剂 252

7.6.10 复合阻化剂 253

8 煤灰／粉覆盖煤堆阻燃工程示例 254

8.1 煤灰覆盖煤堆阻燃工程示例 254

8.1.1 试验用煤 254

8.1.2 实验结果 255

8.2 煤粉覆盖煤堆阻燃工程示例 256

8.2.1 试验背景 256

8.2.2 具体技术方案及实施效益 257

8.2.3 具体技术应用 258

8.3 新型复合有机覆盖剂研制 258

8.3.1 概述 258

8.3.2 新型复合有机覆盖剂的孔隙度和渗透率的测试方法和结果 270

8.3.3 阻燃效果的实验室评估 272

8.3.4 阻燃效果的现场评估 276

参考文献 283