低煤階煤及不同化學組分熱解甲烷和氫氣的生成特征與機理.pdf

1、低煤階煤中含有豐富的有機質(zhì)，這些有機質(zhì)在熱演化過程中會形成大量的氣態(tài)烴和液態(tài)烴。這些烴類的形成過程與機理是煤化學、煤地球化學等學科的重點研究內(nèi)容。
　　 甲烷與氫氣的生成是煤熱解過程中的重要反應，分析煤熱解過程中甲烷與氫氣析出特征與反應機制有助于理解煤的熱解機理，也為煤成氣的成藏機制的理解以及制取清潔能源提供理論基礎。本文對二連盆地烏蘭圖嘎礦和烏尼特礦煤的五種煤樣進行提取腐殖酸處理，對提取腐殖酸后的殘煤進行吡啶抽提。應用TG/M

2、S對原煤(YM)、腐殖酸(HA)、提取腐殖酸后殘煤(HACM)、提取腐殖酸后的殘煤經(jīng)吡啶抽提后殘煤(CTCM)、瀝青質(zhì)(LQZ)進行熱解特征分析，并結(jié)合結(jié)構(gòu)特征分析原煤及不同組分熱解生成甲烷與氫氣的生成機理。主要得到以下結(jié)論：
　　 1.煤的結(jié)構(gòu)特征：原煤的fa隨H/C增加而減小，腐殖酸的Hal/Har較原煤略有變大趨勢，脂肪鏈較原煤變長，支鏈減少。原煤提取腐殖酸后，其2920 cm-1和2860 cm-1處的脂肪族-CH2-、

3、-CH3的伸縮振動峰強度降低，1620 cm-1處的芳香族C=C骨架振動峰強度降低，含氧官能團減少。溶劑抽提對fa沒有顯著影響。
　　 2.原煤最大失重速率隨2924 cm-1增加而增大，腐殖酸、腐殖酸殘煤、抽提殘煤的熱解初始溫度較低，在高溫區(qū)DTG曲線出現(xiàn)雙峰。瀝青質(zhì)失重率最大。
　　 3.甲烷生成的溫度范圍在100 ℃-800 ℃之間，原煤熱解甲烷生成總量與H/C成正相關(guān)性。腐殖酸中的甲烷生成與官能團中的甲基脫落有很

4、大關(guān)系。腐殖酸殘煤與抽提殘煤的甲烷析出速率曲線都有三個尖峰出現(xiàn)。瀝青質(zhì)生成甲烷最少，原煤次之，腐殖酸，腐殖酸殘煤和抽提殘煤較高。氫氣析出初始溫度在300℃左右，原煤中氫氣生成與脂肪結(jié)構(gòu)中的C=O有很大關(guān)系，腐殖酸熱解生成氫氣的最大速率峰溫隨2964/1618 cm-1增大而升高。腐殖酸殘煤與抽提殘煤熱解生成氫氣的產(chǎn)量相差不大。瀝青質(zhì)熱解生成氫氣的最大峰溫較腐殖酸殘煤和抽提殘煤延后。原煤的氫氣總生成量最少，而腐殖酸、腐殖酸殘煤、抽提殘煤和