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神木煤有机显微组分的结构特征与热转化性质的关系_孙庆雷

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热变煤及其显微组分的化学结构演化模式及成因研究

热变煤及其显微组分的化学结构演化模式及成因研究

热变煤及其显微组分的化学结构演化模式及成因研究热变煤是指经历了高温热化学反应后,煤炭发生性质改变的一种煤炭类型。

热变煤由于其显微组分复杂性,常常被用来作为研究煤炭工业过程和煤炭成因的重要对象。

热变煤显微组分的化学结构演化模式及成因研究可以分为以下
几个阶段:
1. 热变煤显微组分的鉴定和分类
热变煤的显微组分非常重要,可以通过不同表征手段(如 X 射线衍射、碳十四等)来确定其组成和结构。

同时,对于不同成因类型的热变煤,也需要进行显微组分鉴定和分类,以便深入研究其化学结构演
化模式和成因机制。

2. 热变煤显微组分的化学结构演化模式
热变煤显微组分的化学结构演化模式可以通过热化学分析方法、红外光谱分析等方法进行研究,从而确定其化学组成的变化路径和演化模式。

这些信息可以帮助研究人员更好地理解热变煤的成因机制和煤炭工业过程。

3. 热变煤成因机制研究
热变煤的成因机制研究是深入了解热变煤形成过程的基本途径。

对于热变煤的成因机制,可以通过地质调查、热化学分析、矿物学分
析等方法进行深入研究,以进一步了解热变煤的形成过程和影响因素。

4. 热变煤的利用和转化
在实际应用中,热变煤的转化和利用非常重要。

热变煤可以通过
热解反应、熔融反应等方式进行转化和利用,提高煤炭的利用效率和
可持续性。

同时,对于难以直接利用的热变煤,也可以通过热变煤转化技术进行转化和利用。

总之,热变煤显微组分的化学结构演化模式及成因研究是深入了
解热变煤形成过程和煤炭工业过程的重要研究内容。

在实际应用中,
需要结合实际情况,探索出更好的热变煤转化和利用方案。

煤在热演化过程中结构变化的核磁共振波谱

煤在热演化过程中结构变化的核磁共振波谱

煤在热演化过程中结构变化的核磁共振波谱李岩;王云鹏;赵长毅;卢家烂【摘要】The characteristic of solid 13C nuclear magnetic resonance（13C NMR） was used for the study of the chemical structures of kerogen extracted from the Yangxia coal of Jurassic in Kuqa depression of Tarim basin by different methods at different temperatures.The results indicate that the chemical composition of the kerogen is composed of aliphatic structure,aromatic structure and oxygenated functional group,among which the aliphatic structure and oxygenated functional group are gradually separated out,while the aromatic structure occurs in condensation during the thermal evolution or simulation.The comparison of the chemical structures of kerogen in three series shows that using different extraction methods may result in different hydrocarbon contents under initial state and varied tendency of 13C NMR parameter to some extent.During thermal simulation,the aliphatic structure is in seperating out,the oxygenated functional group appears to be in cracking with temperature rising,due to low activation energy,followed by producing CO2 and H2O,among which the aromatic structure is not obviously changed in property and quantity.%对塔里木盆地库车坳陷侏罗系阳霞组煤中的可溶有机质采用不同的抽提方法得到干酪根,并对干酪根在不同热模拟温度下的结构组成变化特征进行测定,得到核磁共振的相关数据。

煤显微组分结构特征及其与热解行为的关系

煤显微组分结构特征及其与热解行为的关系


煤
炭
转
化
司的 四极 滤质 质谱 仪 ＱＭＳ ２ ４ ２联 用装 置 ． 三种 实 验 测 试条 件及 数据 处理方 法 与文献 ［ ］ 同． ４相
响引起 ． ］ 在 ４ 。 ［２ ６ ３左右 的衍 射峰为 １０峰 ， 峰峰 型 ０ 该 较宽， 为环构 碳 ｈ ｋ晶 面 衍 射 峰 ， 芳 环 碳 外 ， 包 除 还 括 拼接 处 于 同一 平 面 的脂 环碳 的 贡 献． Ｘ 在 ＲＤ谱 上 还存 在如 黄铁矿 、 高岭 石 、 石英 和方解 石等 诸多矿 物 衍射 锐峰 ， 质 组存在 矿物 质较 多 ， 别是 平朔惰 惰 特 质 组． 图 １还 可 以 看 到 ， 镜 质 组 相 比， 质 组 由 与 惰
１ １ 实验煤 样 ．
平朔 煤采 自山西平朔 安太 堡露 天矿 ９ 煤层 ， 为 还 原程度 较 强 的煤 ； 东煤 采 自神府 东 胜 矿 区 马家 神 塔 露天矿 ２ 煤层 ， 还原程 度较 弱 的煤．４ 为 ＿ 用 Ｃ Ｈ 和 Ｃ Ｉ 配 置 比重 液 ， 用 等密 度 梯度 Ｃ 运 离心 分离 法对平 朔 原 煤 （ Ｓ 和 神东 原 煤 （ Ｄ） 行 Ｐ） Ｓ 进 了 煤 岩 显 微 组 分 的 分 离 富 集 ， 微 组 分 按 照 显 Ｇ １ ５８ ２０ Ｂ ５ ８ — ０ １标 准 进 行 识 别． 得 平 朔 惰 质 组 获 （ Ｉ 、 朔镜 质 组 （ Ｖ） 神 东 惰 质 组 （ Ｉ 和 神 东 镜 Ｐ）平 Ｐ 、 Ｓ） 质组 （ Ｖ） Ｓ ４种显 微组 分． 品的粒 度 ≤７ ｔ 样 品 样 ４ｋ ｍ，
定 ， 示 了煤的 类石 墨结 构特征 ， 算 了样 品 的晶格 结 构 参数 ： ， Ｌ ， Ｍｅ ｆ ． 用 Ｆ — 揭 计 ｄ ｄ ， Ｌ ， 和 ａ利 Ｔ Ｉ 测定 ， 算 了表征 煤 结构特 征 的三 个重要 参数 ： Ｒ 计 脂氢 与芳 氢 比率 、 肪侧链 的链 长和 芳香 氢取 代 脂
煤显微组分分子结构模型的量子化学研究

煤显微组分分子结构模型的量子化学研究


孙庆雷1 ,2 , 李 文2 , 陈皓侃2 , 李保庆2
(1. 山东省科学院分析测试中心 , 山东 济南 250014 ; 2. 中国科学院山西煤炭化学研究所 煤转化国家重点实验室 , 山西 太原 030001)
摘 要 : 采用分子力学和半经验量子化学方法 ,研究了神木煤显微组分的分子结构模型 ,比较了镜质组和惰质组分 子模型的能量构成 、不同类型键的键长和键裂解能 。研究结果表明 ,扭转能和范德华能是分子中的主要作用力 ,取 代基对体系能量有明显影响 ,烷基取代基使体系能量增加 ,而苯基取代基使体系能量降低 ;脂肪 C —C 键长比芳香 C —C 键长长 ,说明脂肪 C —C 在受热过程中比芳香 C —C 更容易断裂分解 。对各键裂解能的计算结果表明 ,Car —Cal 键的裂解能高于 Cal —Cal ,Car —O 醚键的裂解能高于 Cal —O 醚键 。而惰质组结构模型中除 C —O 醚键外 ,各键的裂 解能均高于镜质组 ,说明惰质组结构模型比镜质组有较高的热稳定性 。 关键词 : 煤 ; 显微组分 ; 分子力学 ; 半经验计算 ; 量子化学 中图分类号 : TQ530 文献标识码 : A
tion) ; Ee 为静电相互作用能 (electrostatic energy) ,式 中前三项为成键相互作用 ,后两项为非键相互作用 。
另外 ,由于交叉相互作用 ,在 Chem3D 中通常也增加
伸缩2弯曲 (stretch2bend) 作用项来解释由于键角增大 引起的键长增加 。
1. 2 半经验量子化学方法 由于分子力学方法采
图 1 镜质组和惰质组的结构单元模型 Figure 1 Structural unit model of vitrinite (a) and inertinite (b)
用热重红外光谱联用技术研究混煤热解特性

用热重红外光谱联用技术研究混煤热解特性


ｌ 实验设备及方法
实验系统 由 Ｔ Ｇ Ａ ／ Ｓ Ｄ Ｔ Ａ ８ ５ １ 。 热重分析仪和 Ｎ ｅ ｘ ｕ ｓ
ｐ ａ ｎ ；５ －ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ；６ － － － ｇ ａ ｓ ｅ ｓ ｃ ａ ｐ ｅ ；７ －ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｏ ｇ ｒ ａ ｖ ｉ ｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｐ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｕ ｓ
其吸光度系数不同。对应于不 同时刻 的红外光谱吸
收强度就是此时刻从波数 。到波数 ｂ 气体吸光度的
总和。
ｂ
及单煤的失重曲线（ 图２ ） 可 以得知， 无烟煤 中掺混高
挥发分的煤种能明显 的提高混煤 的初始失重率 和终 温失重程度 ， 其挥发分初析温度也接近掺混单煤 中低 煤阶的煤种。对 比无烟煤与褐煤及烟煤混煤的 Ｔ Ｇ曲 线发现二者在低于 ６ ５ ０ ｏ Ｃ 基本重合 ， 高于 ６ ５ ０ ｏ Ｃ 发生
（ １ ）Ｂ ；（ ２ ）Ｍ；（ ３ ）Ａ ；（ ４ ） Ｌ
式中 ， Ａ是气体的吸光度 ， 是气体 的吸光度 系数 ， Ｃ是气体的体积质量 ， ， Ｊ 是光程 长。对 于每一种挥 发组分 都有特定 的红外吸收波数 ， 不 同的波 数处
２ ． ２ 混煤热解特性
２ ． ２ ． １ 掺混煤种的影响 由混煤 的失重 曲线 （ 图４ ）
ｏ ｆ ｂ ｌ ｅ ｎ ｄ ｄ ｅ ｃ ｏ ａ ｌ ｓ
出的气体包括 ｃ ｏ ２ 、 Ｃ Ｏ 、 Ｈ ２ Ｏ及 Ｃ Ｈ 类物质 。以 Ｃ Ｏ
（ １ ） Ａ＋ Ｍ （ １ ： ２ ） ； （ ２ ） Ａ＋Ｂ （ １ ： ２ ） ； （ ３ ） Ａ＋ Ｌ （ １ ： ２ ） 图 ６ 混煤 Ｃ Ｏ吸 光度随温度 的变化 曲线
分析缩聚阶段无烟煤烟煤混煤热解逸 出气体的
大柳塔煤及显微组分在不同气氛下的热解行为

大柳塔煤及显微组分在不同气氛下的热解行为

大柳塔煤及显微组分在不同气氛下的热解行为史航;靳立军;魏宝勇;王明义;王德超;胡浩权【摘要】煤热解与甲烷二氧化碳重整耦合(CP-CRM)过程是提高焦油产率的重要方法之一.煤的显微组分组成是影响煤热解反应过程的因素之一,N2气氛下的显微组分热解过程已有较为深入的研究,但显微组分在CP-CRM过程中的热解行为规律尚待研究.通过固定床实验探讨不同反应温度和气氛对显微组分热解产物分布规律的影响,对比研究了甲烷二氧化碳重整(CRM)与N2气氛下大柳塔原煤及显微组分热解特性的差异.通过模拟蒸馏、核磁共振和GC-MS等表征方法对焦油进行分析,认识显微组分结构对热解焦油组成的影响.结果表明,在N2气氛下,镜质组和惰质组展现出不同的反应特性,镜质组热解焦油产率明显高于惰质组,主要归结于显微组分结构的差异导致的反应性不同.CRM气氛能显著提高热解焦油的产率,尤其对惰质组的作用效果最明显,使惰质组的焦油产率相比N2气氛提高16％,主要归结于CRM 过程产生的自由基参与煤热解反应.焦油组成分析表明,在N2气氛下得到的热解焦油中,镜质组具有较高比例的脂肪类物质,惰质组具有较高比例的芳香类物质;CRM 气氛下焦油中单环芳香烃的比例提高,轻质组分中蒽油的相对含量提高最为显著,同时CRM气氛下惰质组产生的焦油中三环、四环芳香烃的比例明显下降.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2019(044)001【总页数】7页(P316-322)【关键词】煤热解;显微组分;甲烷二氧化碳重整;焦油【作者】史航;靳立军;魏宝勇;王明义;王德超;胡浩权【作者单位】大连理工大学化工学院煤化工研究所,辽宁大连116024;大连理工大学化工学院煤化工研究所,辽宁大连116024;大连理工大学化工学院煤化工研究所,辽宁大连116024;大连理工大学化工学院煤化工研究所,辽宁大连116024;大连理工大学化工学院煤化工研究所,辽宁大连116024;大连理工大学化工学院煤化工研究所,辽宁大连116024【正文语种】中文【中图分类】TQ530.2热解是煤热转化过程的基础，也是实现煤分级利用的有效途径。

神木煤显微组分热解特性和热解动力学

神木煤显微组分热解特性和热解动力学

ｆｓｎ ｔ ． Ｗ ｉｈ ｉｃｅ ｓｎ ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ， ｔ ｅｙｅｄ ｏ ｏａｉ ｔｅ ｆｖｔｉ ｉ ｎ ｕ ｉ ｉ ｎ ｒａ ｅ ｕ ｉｉ ｅ ｔ ｎ ｒａ ｉｇ ｔｍ ｅａ ｕ ｅ ｈ ｉｌ ｆｖ ｌｔｅ ｍａ ｔｒｏ ｉ ｎｔ ａ ｄ ｆｓｎｔ ｉ ｃｅ ｓｄ． Ｐｙｏｙ ｉ ｌ ｒ ｅ ｅ ｒ ｌｓｓ
Ｎｏ ｅ ｅ ２ ０ ｖ ｍｂ ｒ ０２
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七 － 壬
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ｌ 究 文ｌ 研 论
｛ ｝≥ 寻 寻 ｛ ｒ 兰 ｝
神 木 煤 显 微 组 分 热 解 特 性 和 热 解 动 力 学
孙庆 雷 李 文 李保 庆
（ 国 科 学 院 山 西 煤 炭 化 学 研 究 所 煤 转 化 国 家 重 点 实 验 室 ， 山西 太 原 ０ ０ ０ ） 中 ３ ０ １ 摘 要 在 高 压 热 天 平 上 考 察 了 神 木 煤 显 微 组 分 在 不 同 热 解 温 度 、压 力 和 升 温 速 率 下 的 热 解 行 为 ．并 利 用 分 布
维普资讯 om
第５ ３卷 第 １ 期 １ ２０ ０２年 １ １月
化 工 学 报 Ｊｕ ｏ Ｃ ｅ ｃｌ Ｉｄｓｒ ａｄ Ｅ ｇｎｅｉｇ （ ｈｎ ） ｏ ｍＭ ｆ ｈｍｉ ｎ ｕｔ ａ ｙ ｎ ｎ ｉ ｒ ｅ ｎ Ｃｉ ａ
Ｖｏ ． ３ １５ Ｑｌ ｌ
ＰＹＲＯＬＹＳＩ Ｓ ＯＦ Ｈ ＥＮＭ Ｕ Ｓ ＣＯＡＬ ＡＣＥＲＡＬＳ ＡＮＤ Ｉ Ｍ Ｋ ＮＥＴＩ ＣＳ ＡＮＡＬＹＳ Ｓ Ｉ
Ｓ Ｎ Ｑｉｇｅ，Ｌ ｎａ ｄＬ ａｑｎ Ｕ ｎ ｌｉ ＩＷｅ ｎ ＩＢ ｏ ｉｇ
（ ｔｔＫｅ 如 ｏ ｏ ｌ ｏ ｖｒｉ Ｓａｅ ｙＬ ｆＣ ａ ｎ ｅｓ ｎ， Ｉｓｉ ｔ ｏ ｏ ｌ ｈｍｉ ｒ Ｃ ｏ ｎｔ ｕｅ ｆＣ ａ ｅ ｓ ｙ， ｔ Ｃ ｔ
煤显微组分

煤显微组分

煤显微组分煤是一种富含能源的化石燃料，也是世界上许多国家的主要能源来源之一。

随着现代社会的发展，煤的消耗也在不断增加。

因此，人们对煤的组成和性质的了解也变得越来越重要。

一般来说，煤可以分为显微组分和微细组分。

今天，主要讨论的是煤显微组分。

首先，显微组分可以显微镜下观察到，而且它们最重要的特征是煤层组织。

这些组分和煤层交互作用，影响煤的性质。

一般而言，煤显微组分可以分为多种类型，如有机质、无机质、矿物、水分和其他混合物。

其次，有机质是煤显微组分中最主要的成分之一。

它们包括有机质和类腐殖质，主要来源于树木碳化过程。

它们可以描述为由碳和氢组成的有机物质，能够产生高易燃性气体，一般称之为可燃固体煤。

在一定程度上，有机质的含量决定了煤的热值和燃烧性。

接下来，无机质是煤显微组分的另一个重要组成部分，主要来源于煤形成过程中植物残余的矿物质。

无机质也可以分为全水分、微量矿物、重金属和其他物质。

它们的主要作用是影响热值和燃烧性，在煤的组织形态中，无机质和碳的比例也起着关键作用。

此外，其他混合物也是重要的煤显微组分。

它们包括有机物、水分、热熔质和无定形物质等。

其中，有机物可以由表面活性剂和油脂等有机物组成，它们混合在煤中，可以增加润滑性及弥补煤的水分缺失，从而极大地提高煤的利用率。

最后，水分是煤显微组分中必不可少的一部分，和煤的性能有着密切的联系。

它的特点是影响热值，同时也改变了煤的烧结性能。

一般而言，水分含量越高，煤的热值就越低。

通过不同的水分测量方法，如热重分析、KF分析和紫外分析等，可以准确测定煤的水分含量。

综上所述，煤显微组分对煤的性质起着重要作用，人们可以通过分析和测量煤的显微组分，为煤的性质和利用做出恰当的评价，从而改善煤的性能。

煤族组分结构特征研究进展

煤族组分结构特征研究进展

煤族组分结构特征研究进展摘要：文章通过研究方法及组成结构方面对煤族组分进行了的综述，详细介绍了CS2/NMP萃取反萃取法，并讨论了煤碳未来利用。

关键词：煤族组分；结构特征；研究进展煤是世界上最丰富悠久的化石资源，人们生活生产上处处都要用到煤，它的主要利用方式有燃烧、气化和炼焦。

但无论哪一种方法都存在成本高、操作难、产品附加值低及环境污染等问题。

相比之下，石油却预先分离成各具特色的族组分，再采用不同的加工，达到了全组分的高效合理利用。

研究煤中小分子化合物，准确认识煤的结构和类聚机理成了煤科学中根本问题：①小分子化合物直接影响煤的黏结性和结焦性，间接影响煤的利用效率；②部分小分子化合物会导致污染；③煤族组分的结构和类聚机理指导煤碳利用的多样化。

1煤族组分的组成结构特征研究方法研究煤有机质结构特征采用的方法主要有各种仪器分析方法、化学方法和生物降解技术等。

仪器分析方法是最基础的方法。

主要有x射线法：用于煤微晶（非晶）态结构、芳香结构、孔尺寸、杂原子（N、O、S）结合形式及元素环境、内比表面积及结构的确定；红外光谱法：大分子和原子间的振动光谱，确定官能团及相对含量；核磁共振法（NMR）：确定碳芳香度和其他碳分数及分子构型；质谱法（Ms）：确定芳环数和烷基取代基中的碳原子数；电子显微镜法：研究煤的微组分及细孔。

此外，还有紫外吸收、色谱分析和色—质谱分析、Auger电子能谱和Raman光谱等。

2煤族组分的组成结构特征研究进展由于仪器研究早已成熟，在此仅讨论化学分离研究热点，有机溶剂分离煤组分的进展。

有机溶剂萃取分离煤始20世纪初，Wheeler等依次用吡咯、氯仿、石油醚、乙醚、丙酮萃取原煤，得残渣(a)、氯仿不溶物（p）、石油醚可溶物（γ1）、乙醚可溶物（γ2）、丙酮可溶物（γ3）和不溶物（γ4）。

由于除a外的族组分都是吡咯可溶物，因此煤主体a族并没有得到分离。

此法改进为一种常用于煤反应后所得液固混合物的族组分分离方法：依次以己烷、苯和吡咯萃取原煤，得油、沥青烯、前沥青烯和残渣。

煤岩显微组分的气化反应性及其影响因素分析

煤岩显微组分的气化反应性及其影响因素分析

煤岩显微组分的气化反应性及其影响因素分析
杜娟;何秀风;陈小利;常丽萍
【期刊名称】《洁净煤技术》
【年(卷),期】2008(014)002
【摘要】煤的岩相特性是决定煤质的关键因素,在煤的加工利用中具有重要的影响.笔者对煤的主要有机显微组分的气化反应性及其主要影响因素进行了分析概述,归纳和比较了镜质组、惰质组和壳质组3种基本有机显微组分的反应性,对煤阶、反应压力和温度、升温速率、矿物质、显微组分的结构及其交互作用在显微组分气化中的影响作了探讨,并对气化过程中注重煤岩显微组分的作用提出了看法.
【总页数】5页(P67-70,75)
【作者】杜娟;何秀风;陈小利;常丽萍
【作者单位】太原理工大学,煤科学与技术教育部和山西省重点实验室,山西,太原,030024;太原理工大学,煤科学与技术教育部和山西省重点实验室,山西,太
原,030024;太原理工大学,煤科学与技术教育部和山西省重点实验室,山西,太
原,030024;太原理工大学,煤科学与技术教育部和山西省重点实验室,山西,太
原,030024
【正文语种】中文
【中图分类】TQ530
【相关文献】
1.煤岩显微组分气化反应性的研究综述 [J], 公旭中;曹敏;王永刚;李文华
2.神木煤显微组分半焦的气化特性和气化动力学研究 [J], 孙庆雷;李文;李保庆
3.煤岩显微组分离心分离实验的影响因素分析 [J], 王辉;张国华
4.用差热分析技术研究煤岩显微组分的加压气化动力学 [J], 谢克昌;李文英;朱素渝
5.氧化钙在煤岩显微组分气化中的作用研究 [J], 谢克昌;李文英
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鄂尔多斯褐煤显微组分结构与其热解特性间的关系

鄂尔多斯褐煤显微组分结构与其热解特性间的关系

鄂尔多斯褐煤显微组分结构与其热解特性间的关系吴琪;白柏杨;尹永杰;马晓迅【期刊名称】《化工进展》【年(卷),期】2024(43)5【摘要】采用浮沉分离法将鄂尔多斯褐煤分离成富镜质组(EL-V)和富惰质组(EL-I),通过工业分析、元素分析、X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和固体核磁(13C NMR)分析了原煤及显微组分的结构和组成。

采用粉-粒流化床和TG-FTIR装置分别考察了原煤及显微组分的热解特性和气态挥发物的逸出规律,进一步构建原煤及显微组分的大分子结构模型,并进行了量子化学计算,认识了化学键的断裂规律。

结果表明,富镜质组的挥发分含量较高,含有丰富的烷基侧链,热失重速率最大,表明镜质组的热解反应性较强。

与原煤和惰质组相比,富镜质组热解气体含量和焦油含量较高,且热解焦油含有较多的脂肪烃和轻质芳烃(TXE)。

富惰质组的H/C比较低,含氧量和芳环缩合程度较高,所得热解焦油中多环芳烃和酚类物质含量较高。

此外,通过TG-FTIR重点分析了CO_(2)、CO、CH_(4)、脂肪烃和芳烃的析出行为。

根据煤样大分子结构中化学键的断裂和气态挥发物的逸出规律,提出了煤热解过程中可能进行的反应路线。

【总页数】16页(P2370-2385)【作者】吴琪;白柏杨;尹永杰;马晓迅【作者单位】西北大学化工学院;陕西煤基特种燃料研究院有限公司【正文语种】中文【中图分类】TQ53【相关文献】1.煤显微组分结构特征及其与热解行为的关系2.神木煤显微组分热解特性和热解动力学3.褐煤热萃取物的热解特性与热解产物分子结构关联性研究4.溶剂溶胀对鄂尔多斯褐煤结构及热解产物分布的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

神府煤有机显微组分低温氧化特性研究

2
2
2. 1
结果与讨论
不同升温速率下富集物的氧化特性 神府煤镜煤和丝炭在不同升温速率下的氧化反
应热重曲线如图 1 所示 �在同一升温速率下， 两者的
�
22�
谷红伟： 神府煤有机显微组分低温氧化特性研究
0 .1 0 . 1 10 0 10 0 0 .0 0 . 0 98 98 -0 . 1 0 .1 � 4 / mi n -0 . 2 2 / mi n 96 � 0 .2 96 3 /m i n -0 . 3 ） 0 .3 n ） 9 4 n 9 4 i -0 . 4 i 0 .4 / m m % /9 2 丝炭 -0 . 5 / % 丝炭 0 .5 % % 丝炭 /9 2 G T （ G9 0 -0 . 6 / （ 90 0 .6 / T G G T -0 . 7 T 0 .7 D 88 88 -0 . 8 D 0 .8 -0 . 9 86 86 0 .9 镜煤 -1 . 0 镜煤 1 .0 镜煤 84 84 -1 . 1 1 .1 82 8 2 -1 . 2 1 .2 -1 . 3 80 80 1 .3 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 5 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 5 0 10 0 15 0 20 0 25 0 � 温度 / � 温度 / 温度 /
） n i m / % / （ G T D
� � � � � � � � � � � � � � � � � 图 不同升温速率下富集物的热重曲线
热重曲 线 （TG）和微商 热重曲 线 （D TG） 变 化趋势 相 似， 但变化幅度不同 �根据 TG 曲线的变化特点将其 分为两个部分： 水分蒸发阶段和吸氧增重阶段 �D TG 曲线的波动说明：吸氧增重阶段同时发生着吸氧增 重反应和氧化分解反应，较慢的升温速率能够体现 出吸氧增重和氧化分解交替占优， 但总的来说， 煤样 吸附的氧气质量大于分解放出的气体质量 � 不同升 温速率下富集物的特征温度和特征值见表 3�

微波辐射下神木-府谷烟煤有机质的溶出规律及组成结构


（ １ ． 徐州 工业 职 业 技 术 学 院 ａ ． 化 学 工程 学 院 ； ｂ ．江 苏省 橡 胶 循 环 利用 工 程 研 发 中 心 ， 江苏 徐州 ２ ２ １ １ ４ ０ ；
２ ． 中 国矿 业 大 学 化 工 学 院 ； 煤 炭 加 工 与 高 效 洁 净 利 用 教 育 部 重 点 实验 室 ， 江苏 徐州 ２ ２ １ １ １ ６ ）
确 切 的分 子结 构 ， 解决 煤科 学领 域 中的世 界难题 ． 微 波辅 助 萃 取 ， 其原 理 是 不 同物 质 的介 电常 数 不 同 ，对 微
波 能 的吸收程 度也 不 同 ，由此 产生 的热 量 和传 递 给周 围 环境 的热 量也 不 同． 在 微 波 场 中 ，吸 收微 波 能 力 的 差异 使基 体物 质 中的某 些 区域 和萃取体 系 中的某 些 组分 被 选择 性 加热 ， 从 而 使被 萃 取 物质 从 基 体或 体 系 中 分 离 出来 ， 进人 到介 电常数小 、 微 波吸 收能力 较差 的萃取剂 中． 其主 要特 点是 ： 快速 、 节能、 节 省溶 剂 、 污 染小 ， 而且 有利 于萃 取热不 稳定 的物 质 ， 避免 长 时间 的高温 引起 物质 的分 解 ， 特 别适 于处 理热 敏性组 分 或从 天然 物 质 中萃取有 效成 分． 考 察 了在微 波辐 射 下 神 木一 府谷 烟煤 （ Ｓ Ｆ Ｂ Ｃ） 的溶 剂 萃 取 ， 比较 了 微 波 辐 射 时 间、 微 波 功 率 和 溶 剂 类 型对 Ｓ Ｆ Ｂ Ｃ 萃 取 率 的影 响 ， 用Ｇ Ｃ／ ＭＳ 分 析 萃 取 物 的组 成 结 构 ， 并 对 煤 中有 机 质 的溶 出规 律 进 行 了探 讨 ； 以
Ｆ ｒ ｅ ｅ ｐ ｏ ｒ ｔ 煤在 甲苯一 ＮＭＰ和环 己酮一 ＮＭＰ混 合溶剂 中的萃 取率 分 别 为 ４ ６ 和 ５ ９ ， 而 在 ＮＭＰ单 一 溶剂 中

煤岩组分化学结构随热演化变化与生烃性研究

煤岩组分化学结构随热演化变化与生烃性研究
李荣西;金奎励;李秉新
【期刊名称】《煤田地质与勘探》
【年(卷),期】2004(032)004
【摘要】应用显微傅立叶红外光谱分析,研究了胜利油田附近的石炭系太原组煤烃源岩中主要生烃有机组分化学结构特征.结果表明,荧光镜质体富含芳烃结构和含氧有机结构,而树脂体和角质体富含脂肪烃结构,荧光镜质体和树脂体烷基烃碳链短或支化程度高.随热演化程度增高,荧光镜质体和树脂体红外光谱参数
(CH2+CH3)/C=C和CH2/CH3比值逐渐减小,而孢子体和角质体的这两个参数先增后减,反映出荧光镜质体与树脂体具早期生烃特点,而孢子体与角质体生烃演化具弱-强-弱特性,具生烃高峰期.
【总页数】4页(P19-22)
【作者】李荣西;金奎励;李秉新
【作者单位】长安大学资源学院,陕西,西安,710054;中国科学院地球化学研究所,贵州,贵阳,550002;中国矿业大学,北京,100083;长安大学资源学院,陕西,西安,710054【正文语种】中文
【中图分类】P618.11
【相关文献】
1.FTIR法研究出土木材化学结构及化学成分的变化 [J], 邓启平;李大纲;张金萍
2.电气石纳米化过程中结构稳定及表面化学活性变化研究 [J], 段萌语;陈瀛;韩炜;
陈敬中
3.煤源岩单组分化学结构及生烃性定量分析 [J], 李荣西
4.中国南方海相生烃成藏研究的若干新进展(二)南方四套区域性海相烃源岩的地球化学特征 [J], 梁狄刚;郭彤楼;陈建平;边立曾;赵喆
5.煤中干酪根在热演化中结构变化的红外光谱研究 [J], 李岩;王云鹏;赵长毅;卢家烂
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神东矿区煤的煤岩特征及热解生烃潜力研究


神东矿区位于鄂 尔多斯盆地东北部 ， 发育侏罗
纪含煤 岩 系 ， 区一 般 含 煤 ８～１ 矿 ８层 ， 累计 厚 度 ２ ０
面钻孔 ４ 煤 层进 行 系统 采 样 ， 观 描 述 ， 定 宏 ８个 宏 确
观煤岩类型 ； 继而利用煤砖光片 ， 进行煤岩显微组分 和反射率检测 ， 初步了解 了全区煤的基本特性。 １ １ 宏 观煤 岩特 征 ． 神东矿区延安组煤层 ， 从上到下主要可采煤层 为１ 煤 、 煤 、一 、 煤、 煤 ， 中， ２ ３ 煤 ４ ５ 其 顶部 １ 煤和底部 ５ 煤为河流沉积体系成煤 ， 中部 ２ 煤 、 ３ 煤和 ４ ２ －煤为湖泊三角洲沉积体系成煤。由于成
陀ｌ ｉ ｝ｐ ｂ ｔ ｅ ｎｖｔ ｎｔ ｏ ｔｎｓａ ｄ ｐ ｔｎ ｉｌ ｙ ｒｃ ｒ ｏ ｅ ｅａｉ ｇ ｈ ｒｆｒ ，ｖｔ ｎｔ ｉｃ ａ ｉ ｒｃ ｒ ｒｈ ｄ ｏ ａ － ａ ｏ ｌ ｅｗ ｅ ｉ ｉ ｉ ｃ ｎｅ ｔ ｎ ｏｅ ｔ ｄ ｏ ａｂ ｎ ｇ ｎ ｒｔ ．Ｔ ｅ ｅｏｅ ｉ ｉｉ ｏ ｏ ｌ ｓｍａｎ ｐｅ ｕｓ ｙ ｒ ｃ ｒ ｔ璐 ｉ ｒ ｅ ａｈ ｎ ｒ ｅ ＂ ｉ ｏ
ｂ ｎ ｆｒ ｎ ．Ｏ ｈ ａ ｉ ｏ ｉｅ ｅ ｔｌｈ ｔｐ ｆｃ ａ ｎ ｏ ｌｓ ｍｐｅ ｎ ｌｓ 。ｔｅ ａ ｉｔ ｒｈ ｄｏ ｃ ｒ ｏ ｅ ｅａｉｇ ａ ｄ ｐｅ ｏ — ｍｉ ｇ ｎ ｔｅ ｂ ｓｓ ｆｄｆ ｒｎ ｔ ｏ ｅ ｏ ｏ ｌ ｄ ｃ ａ ａ ｌ ａ ａ ｉ ｈ ｂ ｌｙ ｆ ｙ ｒ－ ａｂ ｎ ｇ ｎ ｒ ｔ ｎ ｒ － ｏ ｉ ｙ ａ ｓ ｙｓ ｉ ｏ ｎ
Ｏ ｔ２ ０ ｃ ．０ 『 ７
神 东 矿 区煤 的 煤岩 特征 及 热解 生 烃 潜 力研 究
魏 焕 成
（ 陕西 能源职业技术 学院 ， 陕西 咸 阳 ７２０ ） １０Ｏ

神木煤显微组分半焦燃烧特性


Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｏ ｕ ｔ ｎｒａ ｔ ｉｙｏ ｈ ｒ ｒｍ ｙ ｌｓｓｏ ｈ ｒ ｓｒ ｃ ｅｃｍｂ ｓ ｉ ｅ ｃｉ ｔ ｆ ｇＳｆｏ ｐ ｒ ｙ ｉ ｆ ｅｍｍ ｏ ］ ｃ ｒｌ ｏ ｃ ｎ ｒｔｓｕ ｄ ｒｄｆｅｅ ｔ ｏ ｖ ｃ ｏ Ｓ ｃ ａ ｍａｅ ａ ｃ ｎ ｅ ｔａｅ ｎ ｅ ｉｆｒｎ
不 同研 究 者研究 的煤 种不 同 ，侧 重点 各异 ，所 得 结 果相 差很 大 ．这 可能 是 由于显微 组分 分离 纯 度不 高 而导致 的相互 影响 ，无法 准确地研 究 单一 显微 组 分 的 特 性 为 此 ， 文 以 中 国 典 型 动 力 煤 种 — — 神 本
Ｒｅ ｅｖ ｄ ｘ ｅ ｉ ￣ ｉ ｅ： ２ ０— １ ｉ ００ １—２ ４
维普资讯
第５ ３卷 第 １ 期 ２０ ０ ２年 １ 月
化
工
学
报
５ ３
１
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｏ Ｃｈｍ ｉ ｌ Ｉ ｄ ｓｒ ａ ｄ Ｅｎ ｉｅｒｎ ｏ ｒ ａ ｆ ｅ ｃ ｎ ｕｔｙ ｎ ａ ｇ ｎ ｅｉｇ （ ｉａ Ｃｈｎ ）
引 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
煤 是 由许 多有机 显微 组分 和少量 矿 物质 组成 的
（７ Ｃ，ｄｆ，随 丝 质 组 含 量 的 变 化 ，即使 在 不 ８％ ａ） 同温 度 下 所 得 半 焦 的 燃 烧 反 应 性 变 化 也 不 大 ． Ｔ｝ｍａ 等 ｌ 对 一 系列 澳 大利 亚煤 显 微 组 分 半 焦 ｌ ｓ 。 ，
中图分类号
Ｔ ． ３ Ｏ ０ ８２
文献标识码
Ｃ０Ｍ ＢＵＳ ｏＮ ＴＩ ＲＥＡＣＴＩ ＴＹ ＶＩ ０Ｆ ＣＨＡ Ｒ ＦＲｏＭ
Ｐ ＹＲ０ＬＹＳ Ｓ ｏＦ Ｓ Ｉ ＨＥＮＭ Ｕ Ｉ ＣＥ Ａ ＲＡＬＳ

神木烟煤和神木兰炭结构特性研究

神木烟煤和神木兰炭结构特性研究何璐;尚文智;刘军利;侯吉礼;马跃;李术元【摘要】为了解神木烟煤和神木兰炭的结构特征,采用BET、傅里叶变换红外光谱FT-IR和X射线衍射XRD仪器分析方法对神木烟煤及神木兰炭结构特性进行对比分析,测定烟煤和兰炭的比表面积、脂肪氢和芳香氢的相对含量、微晶结构,并计算结构参数.结果表明,神木烟煤比表面积为7.011m2/g,兰炭比表面积为14.615m2/g,是神木烟煤的2倍以上.兰炭的脂肪氢及芳香氢相对含量比神木烟煤低.兰炭的芳香环层片直径(La)为4.3792 nm,芳香层片堆砌高度(Lc)为18.1477 nm,芳香层片堆砌层数(N)为54.64;神木烟煤的芳香环层片直径(La)为3.6382 nm,芳香层片堆砌高度(Lc)为2.0722 nm,芳香层片堆砌层数(N)为6.72.兰炭芳香环层片间的距离(d002)为0.3383 nm,神木烟煤芳香环层片间的距离(d002)0.3618 nm,说明兰炭的微晶化程度高于神木烟煤.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2015(021)006【总页数】4页(P59-62)【关键词】烟煤;兰炭;结构特性;BET;FT-IR;XRD【作者】何璐;尚文智;刘军利;侯吉礼;马跃;李术元【作者单位】中国石油大学(北京)理学院,北京102249;神木县三江煤化工有限责任公司,陕西榆林719399;神木县三江煤化工有限责任公司,陕西榆林719399;中国石油大学(北京)理学院,北京102249;中国石油大学(北京)理学院,北京102249;中国石油大学(北京)理学院,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TQ530烟煤是分布最广、储量最大、品种最多的煤种，但其燃烧释放的SOx、NOx是造成我国大气污染的重要因素之一。

为改善我国大气环境现状，寻找一种清洁的燃煤替代燃料尤为重要。

而以神木烟煤为原料生产的神木兰炭具有挥发分低、固定碳高、灰分低、比电阻高等特点，同时燃烧过程中排放的SO2、NOx量较神木烟煤少，主要原因是神木烟煤经热解加工后结构及化学组成发生变化。

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其元素分析 、工业分析 、岩相组成分析和表面含氧官 能团分析结果分别见表 2 ～ 表 4 。
2 结果与讨论
2.1 显微组分的分离及性质 首先根据镜质组和 惰质组的形态和光泽不同 , 从马家塔 3 #煤 层中手 选富含镜质组和惰质组煤样 , 手选煤样的岩相组成 分析见表 1 。 在 N2 气氛下粉碎到粒径小于 50 μm , 以保证各显微组分以单组分形式存在 , 在重液浮选
M
A
V
7.43 4.43 36.43
6.40 2.37 39.60
6.88 3.54 25.30
Ultimate analysis wdaf %
C
H O＊ N
S
76.05 4.76 17.69 0.96 0.54
73.80 5.04 19.60 1.03 0.53
78.79 3.81 16.06 0.75 0.59
孙庆雷1 , 李 文1 , 李东涛1 , 陈皓侃1 , 李保庆1 , 白向飞2 , 李文华2
(1.中国科学院山西煤炭化学研究所 煤转化国家重点实验室 , 山西 太原 030001; 2.煤炭科学研究总院 北京煤炭化学研究所 , 北京 100013)
摘 要 :通过手选和重液浮选分离相结合的方法 , 从神木煤中分离得到了纯度较高的镜质组和惰质组 , 并对其进行 元素 分析 、FT-IR、13CNM R 和 TG DTG 等表征分析 。 结果表明 , 神木煤镜质组和惰质组的 最佳分离密度为 1.320g cm3 ～ 1.324g cm3 和 1.378 g cm3 ～ 1.382 g cm3 , 此时分离纯度分别为 97.55%和 96.90%。 镜质组有较高 的 H 含量 , 较 低 的芳 香度 0.51 和数量较多 的氢 键 ;惰 质组 有较 高的 碳含 量 , 较高 的芳 香度 0.76, 原 煤 的芳 香度 介 于两 者之 间 为 0.68 。FT-IR 分析表明, 镜质组比惰质组有较多的氢键, 脂肪氢含量和较少的 Har Hal 比 。 随温度增加 , 镜质 组和惰质 组的芳香氢含量和 Har Hal 比增加 , 而脂肪氢含量减少 。 相同温度下 , 惰 质组的 Har Hal 比 始终高于镜质组 。 TG DTG 分析表明惰质组比镜质组有较高的热稳定性 , 原 煤的热稳定性介于两者之间 , 在相同的 Har Hal 比时 镜质组中剩 余 挥发分比惰质组的少 , 反映出惰质组的组成(较高的芳香度和较低的脂肪氢含量)对热稳定性的影响 。 关键词 :显微组分 ;FT-IR;13CNMR ;TG DTG ;热解 ;结构 中图分类号 :TQ530 文献标识码 :A
收稿日期 :2002-10-16 ;修回日期 :2003-02-10 基金项目 :国家自然科学基金重点项目(29936090)和国家自然科学青年基金项目(29906012) 作者简介 :孙庆雷(1976-), 男 , 山东博兴人 , 在读博士生 , 从事煤显微组分基础研究工作 。E-mail :qingleisun @
第 31 卷 2003 年
第4 2 月期
燃 料 化 学 学 报 JOURNAL OF FUEL CHEMISTRY AND TECHNOLOGY
Vol.31 No.2 Apr. 2003
文章编号 :0253-2409(2003)02-0097-06
神木煤有机显微组分的结构特征与热转化性质的关系
the surface of Shenmu coal and its macerals
S ample Sh enmu
Oxygen-containing function groups wdaf mmol·g -1
[-COOH]
[ P-OH]
0.16
1.62
V-C
0.24
2.11
I-C0.181.29 Nhomakorabea从表 2 ～ 表 4 可看出 , 镜质组的氢含量和挥发 分最高 , 碳含量最低 , 惰质组的碳含量最高 , 氢含量 和挥发分最低 , 原煤的性质介于两者之间 。 镜质组 和惰质组的表面含氧官能团分析结果表明 , 镜质组 比惰质组有较高的酚羟基和羧酸基含量 , 原煤酚羟 基的含量介于两者之间而羧酸基则低于惰质组的含
表 1 手选显微组分的岩 相分析 Table 1 Petrographical analysis of coal macerals by hand-picking
S ampl e
Vitrinite
Hand-picking vitrain 85.44
Hand-picking inertain 11.43
99
图 1 镜质组和惰质组在不同温度下的红外光谱 、脂肪氢 、芳香氢及 Har Hal 比 Figure 1 FT-IR spectra , aliphatic and aromatic C— H and Har Hal ratio of vitrinite and inertinite concentrate at different temperatures
Inertinite 11.52 87.81
Exinite 1.76 0.19
Mineral 1.28 0.57
表 2 神木煤及其显微组分性质分析 Table 2 Property of Shenmu coal and its macerals
Sample
Shenm u V-Ca I-C b
Proximate analysis w ad %
＊ by difference ;a —vitrinite concentrate ;b —inertinite concentrate
Atomic ratio
H C (H+O)C
0.75
0.93
0.82
1.02
0.58
0.73
表 3 神木煤岩相分析 Table 3 Petrographical analysis of Shenmu coal and its macerals
S ample
Sh enmu V-C I-C
Vitrinite 63.59 97.55 2.37
Inertinite 34.99 1.5 1 96.90
Exinite 0.36 0.38 0.36
Mineral 1.07 0.57 0.36
表 4 神木煤及其显微组分表面含氧官 能团分析
Table 4 Analysis of oxygen-containing function groups on
分离过程中采用 CCl4-C6H6 为分离液 , 在合适的分
离液用量 、密度范围 、离心分离时间和转速条件下进 行实 验 。 结 果 表 明 , 当 其 他 条 件相 同 时 , 密度 在 1.320g cm3 ～ 1.324 g cm3 范围内 , 分离 的镜质组纯 度最高 , 而在 1.378 g cm3 ～ 1.382 g cm3 范围内分离 的惰质组纯度最高 。 分离出的样品经在 80 ℃的流 动N2 气氛下干燥后为实验所用镜质组和惰质组。
范 围内的芳 香C —H吸收 峰较弱 , 而惰 质组在 2960cm-1 、2918cm-1 和 2850 cm -1 的脂肪 C —H 伸缩 吸收峰较弱 , 在 3 000 cm-1 ～ 3 100 cm-1 范围内芳香
C —H 吸收峰较强 , 说明与镜质组相比 , 惰质组芳香
2期
孙庆雷 等 :神木煤有机显微组分 的结构特征与热转化性质的关系
个 大而宽的-OH吸收峰 , 说明在镜质组和惰质组中
-OH 的缔合程度较大 , 形成了数量不少的氢键 , 导致 吸 收峰变 宽且向低 波数位移 , 再根据1262cm-1 和 1225 cm -1处的 吸收峰并结合其元素分析数 据 , 应
为缔合 酚羟基吸 收峰 。同时镜 质组的 氢键较 惰质 组 多 , 这也与表4的结果一致 。镜质组在2960 cm -1 、 2918 cm -1 和 2 849 cm-1 有较强的脂肪 C —H 键伸缩 吸收峰 , 另 外还出 现 1 456 cm-1 和 1 437 cm-1 附近 亚 甲 基(CH2 )的吸 收 峰 , 在 3000 cm-1 ～ 3 100 cm -1
9 8
燃 料 化 学 学 报
31 卷
一次谱图 , 直到 560 ℃为止 。 1.5 13 CNMR 13 CNMR 分 析是在 室温 Infinityplus400 NMR 谱仪上进行 。 场强 H0 =9.4 Tesla , 13C 共振
频率为 100.62MHz 。 交叉极化接触的时间取 1 ms , 循环延迟时间为 1.0 s ,MAS 转速为 5.0 KHz 。 1.6 TG DTG 热重实验是在 ATI -CAHN 仪器公 司生产的 TG -151 型高压热天平上进行 , 煤样粒度 小于 74 μm , 每次取 样量约 150 mg , 常压下 Ar 流 量 180mL min , 升温速率 10 ℃min 。热解终温 900 ℃。
量 , 这可能是由于惰质组部分接触空气氧化导致羧
酸基含量增加 。
2.2 FT-IR 由表 2 可知 , 它们有不同的 C 、H 、O 含
量 , 故 FT-IR 谱图应有较大差别 。 镜质组和惰质组
在室温下的红外谱图见图 1(a)。从 FT-IR 谱图上可 看出 , 镜质组和惰质组在 3300 cm -1 ～ 3600 cm -1 有一
从构成煤的煤岩有机显微组分入手研究煤的组 成 、结构和性质已成为煤化学研究的一个重要方面 , 为此首先从复杂的煤中分离出各种显微组分 。煤中 显微组分的分离原理是基于构成煤的各有机显微组 分的密度不同 。 王祖侗[ 1] 、Kroger[ 2] 等成功地分离出 了煤中主要的几种有机显微组分 。目前随着显微组 分分离技术的发展 , 研究者对微观层次显微组分的性 质表现出了极大的关注 , 主要集中在热解和气化反应 性等方面 。热解主要集中在煤的软化 、交联 、热塑性 质 、脱挥发分 、半焦的性质和焦油的组成性质[ 3 ～ 7] 等 方面 , 希望通过对显微组分热解性质的详细考察达到 与煤的宏观性质相关联的目的 , 但由于缺乏对煤结 构 、性质的系统表征手段 , 在将煤的微观显微组分与 宏观性质相关联方面得到的结论还很少 , 也较片面 。 对于显微组分气化反应性的研究 , 不同的研究者由于 所用煤种不同 , 研究的侧重点各异 , 所得结果相差较 大[ 8 , 9] 。本文以神木煤为研究对象 , 采用手选和重液 浮选分离相结合的方法 , 从神木煤中成功地分离出了 纯度较高的镜质组和惰质组 , 并在文献[ 10 , 11] 研究 显微组分热解特性的基础上 , 对其微观结构特征(元 素分析 、FT-IR 、13CNMR)和热解宏观性质(TG DTG)进 行了关联 , 通过对显微组分的综合表征从结构本质上 来解释其宏观热解特性 , 以从微观结构和宏观性质两