在温度-时间合下,利用低场核磁共振对煤孔结构演变的研究
Ziwen Dong1,2, Haojie Zhang1,2,3, Xian Wu3
1School of Materials and Chemical Engineering/School of Safety Engineering, Ningbo University of Technology Ningbo Zhejiang 315211 China.
煤孔结构随温度和时间的变化而变化,影响自发燃烧的风险. 热量导致微孔崩,特别是在更高的温度下,影响煤炭.
科学领域:
- 地质化学 地质化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 煤炭科学 煤炭科学
背景情况:
- 煤的孔隙结构对其物理和化学性质至关重要.
- 了解煤炭多孔性的热效应对于防止煤炭自燃 (CSC) 至关重要.
研究的目的:
- 为了研究温度和时间对煤矿孔隙结构演化的结合效应.
- 为了描述毛孔尺寸分布,喉结构和热应力下的毛孔度的变化.
- 建立预测和控制煤炭自燃 (CSC) 的理论基础.
主要方法:
- 利用低场核磁共振 (LF-NMR) 进行毛孔结构特征.
- 在不同温度 (35°C和65°C) 上使用油浴热处理实验.
- 分析了T2放松光谱,毛孔大小分布,毛孔-喉结构和毛孔度.
主要成果:
- 煤炭样本显示出双模孔径分布,以微孔为主.
- 热处理导致微孔收缩/崩,峰值强度下降和T2值转移.
- 在35°C时,观察到动态平衡和毛孔 - 喉体积和毛孔度的部分恢复;在65°C时,由于热应激,出现了不可逆转的微毛孔崩和毛孔度下降.
- 微微孔喉 (<0.1微米) 比宏孔喉对温度时间影响更敏感.
结论:
- 通过热应力,温度-时间效应的结合会导致微孔-喉系统的不可逆转损伤.
- 这些结构变化调节了煤炭的氧化活性和自燃 (SC) 倾向.
- 这些发现为早期CSC预测,警告和有针对性的抑制策略提供了理论基础.
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