低階褐煤熱解過程的原位紅外及拉曼光譜研究.pdf

1、煤是我國重要的一次能源，對促進(jìn)我國的國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮了重要的作用，但大量使用煤炭也導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境問題，如霧霾，酸雨等。為了協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)，開發(fā)更加高效，環(huán)保的煤炭利用技術(shù)勢在必行。作為多種煤炭利用技術(shù)的基礎(chǔ)，對煤熱解過程的深刻認(rèn)識是進(jìn)一步發(fā)展現(xiàn)代煤化工的重要基礎(chǔ)。目前對煤熱解的分析依然缺少原位分析手段，因此得到的信息多為示意性信息。
　　本文采用原位紅外光譜技術(shù)和原位拉曼光譜技術(shù)研究煤的熱解過程，重點(diǎn)研究了溫度，反應(yīng)氣

2、氛以及礦物質(zhì)對煤熱解過程的影響。采用原位紅外光譜技術(shù)，結(jié)合多峰擬合方法研究了煤中部分典型官能團(tuán)在煤熱解過程中的分解過程，著重分析了溫度，反應(yīng)氣氛和礦物質(zhì)的影響。結(jié)果表明：溫度是影響煤熱解的主要因素，隨著溫度的升高，煤中的羥基易與苯環(huán)形成穩(wěn)定的OH-π型氫鍵；200oC時煤中的羧基即有脫除，高于400℃時煤中的甲基，亞甲基，酯類以及酸酐才有較明顯的分解。H2氣氛有助于熱解過程中脂肪族和酯類結(jié)構(gòu)的分解并可有效抑制芳烴的縮聚反應(yīng)，但對羧基分解

3、無明顯影響，而且在高溫下可以抑制酸酐進(jìn)一步分解生成CO2。低于400℃時煤中的礦物質(zhì)可以促進(jìn)羧基交聯(lián)形成酸酐；抑制煤中脂肪族分的分解，其中Na2CO3具有更強(qiáng)的抑制作用；高濃度的NaCl可以有效促進(jìn)芳香環(huán)的縮聚。高于400oC時礦物質(zhì)會進(jìn)一步促進(jìn)酯類和酸酐分解形成CO2，外加Na2CO3的促進(jìn)作用明顯高于外加NaCl。煤的原位拉曼光譜研究發(fā)現(xiàn)，高于400oC時，樣品結(jié)構(gòu)的有序性開始增加；樣品中的碳含量是決定其結(jié)構(gòu)芳香度的重要因素。碳酸鈉