提質(zhì)過程中褐煤表面物理化學(xué)結(jié)構(gòu)的調(diào)變及其對水分復(fù)吸行為的影響.pdf

1、煤炭作為我國能源消費(fèi)的基石，長期以來占到能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的70％左右。隨著優(yōu)質(zhì)煤資源的日益緊缺，儲量豐富的褐煤的大規(guī)模開采利用勢在必行。但是褐煤水分含量高、熱值低、易風(fēng)化、易自燃等特點(diǎn)嚴(yán)重制約了褐煤的高效清潔利用。褐煤表面含有豐富的含氧官能團(tuán)，加之疏松多孔的結(jié)構(gòu)使其即使是在干燥提質(zhì)后也會再次吸收水分。因此，在干燥提質(zhì)過程中對褐煤物理和化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)變，是褐煤清潔高效利用的理論基礎(chǔ)，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文選取我國典型的褐煤作

2、為研究對象，運(yùn)用原位傅里葉紅外光譜儀對不同提質(zhì)條件下褐煤基團(tuán)的變化情況進(jìn)行了表征，分析了褐煤在干燥提質(zhì)中各種基團(tuán)的分解、氧化和轉(zhuǎn)化規(guī)律。結(jié)合化學(xué)滴定法及氮吸附表征結(jié)果，考察了不同提質(zhì)氣氛和時(shí)間下褐煤物化結(jié)構(gòu)的演變及其對水分復(fù)吸特性的影響。研究結(jié)果主要包括以下幾個(gè)方面：
　　（1）提質(zhì)褐煤的平衡含水量（EMC）隨著提質(zhì)時(shí)間的延長及溫度的升高而降低。160℃和200℃下，氮?dú)鈿夥罩兴锰豳|(zhì)煤樣的EMC明顯低于空氣氛中所得煤樣，但240

3、℃下，兩種氣氛下所得煤樣的EMC基本相等。
　?。?）CHX基團(tuán)在提質(zhì)溫度高于200 oC時(shí)明顯減少，尤其在空氣氣氛下減少較多。分解活化能的大小順序?yàn)?CH2＞CH＞CH3，氧化活化能大小順序?yàn)?CH＞CH3＞CH2。褐煤中羧基的親水性最強(qiáng)，醛類物質(zhì)次之，其分別約為酮類物質(zhì)的9倍和3倍。醌類、酯類和酸酐物質(zhì)與其平衡含水量之間沒有明顯關(guān)系。
　?。?）提質(zhì)溫度高于160℃時(shí)，N2和水蒸氣以及CO2和水蒸氣的混合氣氛中煤樣的失重

4、率大于單一氣氛?；旌蠚夥罩兴魵獾拇嬖谑沟煤置涸谔豳|(zhì)過程中的中孔數(shù)量減小，比表面積明顯降低，從而使得提質(zhì)煤的EMC減小。提質(zhì)煤的在相對濕度95%時(shí)水分子填滿小于40nm的孔道，EMC與孔體積有良好的線性關(guān)系。
　?。?）N2和水蒸氣混合氣氛下所得提質(zhì)煤樣的COOH含量較N2中得到的煤樣有明顯增加，但在CO2中，水蒸氣的引入對COOH的分解影響不大。N2氣氛下，隨著干燥提質(zhì)的進(jìn)行，OH和 C=O含量逐漸減少。在 N2和水蒸氣混合氣氛