煤中侧链活性官能团的氧化及其自反应特性研究
2022-06-07娄和壮贾廷贵
安徽理工大学学报(自然科学版) 2022年1期
娄和壮,贾廷贵,强 倩
(1.北京城市排水集团有限责任公司第四管网运营分公司,北京 100044;2.内蒙古科技大学矿业与煤炭学院,内蒙古 包头 014010)
煤自燃的发生发展在煤炭开采过程中严重威胁着矿工的生命安全,而且煤自燃气体产物进入大气环境中对生态环境也带来严重危害,阻碍了煤炭工业绿色可持续化发展[1]。建立在煤氧复合理论基础上的煤自燃解释是支撑煤自燃灾害防治的根本,为此学者们从不同角度出发开展了大量煤自燃基础理论研究。
作为复杂且多样性的煤分子结构,其表面活性官能团在与O2发生氧化反应的过程中发挥了举足轻重的作用。尽管各活性官能团的活性、数目存在差异,但都会因对O2的吸附导致含氧官能团的增加、脂肪族不断减少[2-3]599。文献[4]研究发现煤结构中的烷基侧链含量越高,芳香烃含量越低,将有助于煤的氧化反应;文献[5-6]指出烷基侧链等活性官能团氧化放热是煤自燃的导因;烷基侧链不断氧化生成含氧官能团,进一步地氧化成碳氢类气体与碳氧类气体[7-8];文献[9]研究发现在临界温度阶段和干裂-活性-增速温度阶段,影响气体产物释放的主要活性官能团是羰基,而在增速-燃点温度阶段气体浓度与羰基和羧基等活性官能团呈负相关;文献[10]证明了羰基是煤样低温氧化过程中生成CO的直接活性官能团;文献[11-12]认为煤样温度为200~300℃时—COOH分解生成CO2,并伴随酚羟基缩合脱水,而在300~500℃时,醇羟基聚合脱水和羰基分解生成CO;……
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