低温热解处理后煤的热重分析

热重分析法热重分析法（Thermogravimetric Analysis，简称TGA）是一种热分析技术，通过对样品在升温过程中的质量变化进行监测和分析，以了解样品的热稳定性、分解特性等信息。

本文将介绍热重分析法的原理、仪器设备、应用领域以及未来的发展趋势。

热重分析法是在恒定加热速率下，通过记录样品重量随温度或时间的变化，来研究样品的热衰减、热失重等热性能。

这种分析方法可以对各种材料进行测试，如聚合物、陶瓷、金属等。

它可以用于研究材料的热稳定性、热分解过程、腐蚀、氧化等热化学性质，并可以对化学反应、降解行为等进行动态监测。

热重分析法的仪器设备主要由称量装置、升温装置、传感器、数据采集和处理系统等组成。

在测试过程中，样品一般以小颗粒、薄片或粉末的形式存在，称量时要求准确并保持恒定性。

样品装入称量器后，通过升温装置以控制加热速率，并通过传感器可以实时监测样品重量的变化。

数据采集和处理系统可以将监测到的重量变化转化为曲线图或数字数据，进一步进行分析和解释。

热重分析法在许多领域有广泛的应用。

在研究材料的热稳定性方面，可以用于评估聚合物材料的耐高温性能，为材料选择、设计和改性提供依据。

在研究催化剂的活性和稳定性时，可以通过热重分析法来研究其在高温下的热失重和活性损失情况。

此外，热重分析法还可以用于纺织品的研究、煤炭和石油产品的分析、药物的稳定性研究等。

在未来，热重分析法有望得到进一步发展和广泛应用。

随着材料科学和工程技术的不断进步，对材料热性能的研究需求日益增加。

新的测试方法和装置将不断涌现，以满足更多领域对材料热性能测量的需求。

同时，热重分析法也将与其他热分析技术结合，如差热分析（Differential Scanning Calorimetry，简称DSC）、热导率测试等，以获取更准确、全面的热性能数据。

总之，热重分析法作为一种重要的热分析技术，具有广泛的应用前景和重要的科学意义。

通过研究样品在升温过程中的质量变化，可以了解材料的热稳定性、热分解特性等重要信息。

利用热重分析研究煤的氧化反应过程及特征温度王威【摘要】：煤自燃是煤氧复合放出热量,在合适的供氧条件和蓄热环境下,引起煤体温度升高的结果。

但是,长期以来由于煤氧复合过程的复杂性,研究方法的局限性,煤氧复合的机理并没有真正了解。

因此,采用合适的方法研究煤氧复合机理对于认识煤自然发火过程、建立煤自然发火预测理论具有重要的意义。

热重分析仪由于精度高、试验方便、重复性好等优点,已成为国内外许多研究机构用来分析煤自燃特性及煤氧化过程所经常采用的实验手段。

虽然有文献提及煤低温氧化过程中热重曲线上的特征温度,但对于特征温度与煤的氧化过程之间的关系及实验条件对特征温度的影响尚未详细研究。

本论文采用理论与实验相结合的研究方法。

首先对比煤分子结构中类似有机物的氧化性,分析煤分子中易低温氧化的基团是非芳香结构中的某些烷基侧链、桥键和含氧官能团;在高温阶段,煤分子会发生键的断裂引起分子结构的变化。

然后,利用兖州兴隆庄煤矿的煤样进行热重实验。

根据煤氧复合机理、煤氧复合三步反应模型和煤自燃的指标气体分析法,对实验所得75 组TG 曲线和DTG 曲线进行分析,在每组曲线上找到兴隆庄煤样的临界温度和着火温度等对煤的氧化过程有研究意义的七个特征温度点,并分析其产生原因。

最后着重分析实验条件中氧浓度、粒度以及升温速率对特征温度点及热重曲线的影响规律。

得出热重曲线和特征温度点处的变化规律能很好的反应煤的氧化反应过程,对于判断煤的自燃倾向性及进行煤自燃预测预报具有一定的普遍意义。

【关键词】：氧化过程热重分析特征温度影响规律【学位授予单位】：西安科技大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2005【分类号】：TQ533【DOI】：CNKI:CDMD:2.2005.079637【目录】：∙ 1 绪论8-18∙ 1.1 研究目的及意义8-9∙ 1.2 国内外研究现状9-16∙ 1.2.1 煤自燃学说9-10∙ 1.2.2 煤自燃机理研究现状10-12∙ 1.2.3 煤自燃预测预报技术现状12-16∙ 1.3 主要研究内容16-17∙ 1.4 技术路线17-18∙ 2 煤氧复合机理18-31∙ 2.1 煤分子结构特性18-21∙ 2.1.1 煤分子的结构组成18-20∙ 2.1.2 煤分子化学结构模型20-21∙ 2.2 煤表面分子的活性基团21-24∙ 2.2.1 类似有机结构的氧化特性21-23∙ 2.2.2 煤表面分子的活性基团23-24∙ 2.3 煤的氧化反应过程24-30∙ 2.3.1 物理吸附25-26∙ 2.3.2 化学吸附26-27∙ 2.3.3 化学反应27-30∙ 2.4 小结30-31∙ 3 煤氧化反应过程中特征温度点的热重实验31-43 ∙ 3.1 热重法概述31-32∙ 3.1.1 热重法的基本原理31∙ 3.1.2 热重实验装置介绍31-32∙ 3.2 兴隆庄煤样煤质分析32∙ 3.3 实验条件32∙ 3.4 实验结果32-42∙ 3.4.1 实验的特征温度33-40∙ 3.4.2 实验热重曲线的分析40-42∙ 3.5 小结42-43∙ 4 实验条件对热重曲线及特征温度的影响43-54 ∙ 4.1 煤样粒度的影响43-46∙ 4.1.1 煤样粒度对热重曲线的影响43-44∙ 4.1.2 煤样粒度对特征温度点的影响44-46∙ 4.2 氧浓度的影响46-49∙ 4.2.1 氧浓度对热重曲线的影响46-47∙ 4.2.2 氧浓度对特征温度点的影响47-49∙ 4.3 升温速率的影响49-52∙ 4.3.1 升温速率对热重曲线的影响49-50∙ 4.3.2 升温速率对特征温度点的影响50-52∙ 4.4 实验过程中其它影响因素52∙ 4.5 小结52-54∙ 5 结论54-55∙致谢55-56∙参考文献56-69。

热重-红外联用研究上湾煤中低温热解行为摘要：本文探讨了热重-红外（TG-IR）联用技术在上湾煤的低温热解行为的研究。

通过改变反应温度（50~850℃）和时间（10~80min），我们使用TG-IR技术分析了煤中不同温度范围内的热解反应情况。

结果表明，上湾煤在50~~850℃范围内的热解反应大体可以分成四个不同阶段：干物质（50~150℃）、水蒸汽放出（150~400℃）、热解期（400~800℃）和升温期（800~850℃）。

我们发现，上湾煤中的化析碳（VOC）主要在200~400℃之间放出，而其中的硫化氢（H2S）的放出几乎完全集中在450~550℃之间。

此外，本研究发现，热重-红外联用技术比标准热重分析单独使用技术更具精度性。

关键词：热重-红外联用；上湾煤；低温热解行为正文：热重（热重-红外）联用技术是一种利用热重-红外分析技术来研究物质的气相分解过程的技术。

这种技术可以有效检测物质的温度。

本研究旨在运用热重-红外联用技术对上湾煤的低温热解行为进行研究。

首先，我们采用标准热重分析（TGA）技术测定了上湾煤的热解曲线，然后在连续实验过程中改变反应温度（50~850℃）和时间（10~80 min），使用热重-红外联用技术分析了煤中不同温度范围内的热解反应情况。

结果表明，上湾煤在50~~850℃范围内的热解反应大体可以分成四个不同阶段：干物质（50~150℃）、水蒸汽放出（150~400℃）、热解期（400~800℃）和升温期（800~850℃）。

我们发现，上湾煤中的化析碳（VOC）主要在200~400℃之间放出，而其中的硫化氢（H2S）的放出几乎完全集中在450~550℃之间。

本研究还发现，热重-红外联用技术比标准热重分析单独使用技术具有更高的准确性。

作为结论，本文利用热重-红外联用技术研究了上湾煤中低温热解行为，发现上湾煤在50~~850℃范围内的热解反应可以分为四个阶段，并发现热重-红外联用技术比标准热重分析单独使用技术具有更高的准确性。

不同煤化程度煤的热解及氮的释放行为刘钦甫;徐占杰;崔晓南;郑启明【摘要】采用热重-红外-质谱联用技术(TG-IR-MS),对4种不同煤化程度的煤进行热解实验,实时记录了煤在30 ～1 100℃,以10℃/min升温速率、氦气气氛下热解过程中的质量变化和生成气体成分.研究结果表明:随着热解温度的升高,煤中逐渐释放出氮化物,如HCN,NH3等.不同煤化程度的煤具有不同的N释放行为.气煤、焦煤、1/3焦煤等主要以NH3与HCN两种形式释放,无烟煤热解时主要是以NH3形式释放.煤热解释放的HCN和NH3来源于不同的氮.HCN可能主要来源于煤分子边缘的五元环吡咯氮和六元环吡啶氮,而NH3主要来源于煤分子内部的季氮.NH3的释放经历了2个阶段:低温(550℃)阶段为煤中挥发分的初级热解产物;高温(750 ～850℃)阶段为煤中挥发分的二次热解产物.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2015(040)002【总页数】6页(P450-455)【关键词】煤阶;热解;氮化物;热重-红外-质谱联用技术【作者】刘钦甫;徐占杰;崔晓南;郑启明【作者单位】中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;河南工程学院资源与环境工程系,河南郑州451191【正文语种】中文【中图分类】P57;TQ530刘钦甫，徐占杰，崔晓南，等．不同煤化程度煤的热解及氮的释放行为［J］．煤炭学报，2015，40(2): 450－455．doi:10．13225/j．cnki．jccs．2014．0320Liu Qinfu，Xu Zhanjie，Cui Xiaonan，et al．Release behavior of nitrogenin different rank coals during pyrolysis［J］．Journal of China Coal Society，2015，40(2): 450－455．doi: 10．13225/j．cnki．jccs．2014．0320氮是煤中的一种常量元素，主要以有机化合态存在，部分以NH+4固定在煤中矿物晶格中，氮含量与煤化程度和煤形成的时代密切相关［1－3］。

《低阶煤低温热解产物生成特性及机理研究》篇一一、引言随着能源需求的持续增长和环境保护意识的提高，低阶煤作为一种重要的能源资源，其低温热解技术的研究与应用逐渐受到广泛关注。

低阶煤低温热解是指在不高的温度下对低阶煤进行热处理，从而获得煤气、焦油和半焦等产物。

这些产物在能源、化工、材料等领域具有广泛的应用前景。

因此，研究低阶煤低温热解产物的生成特性及机理，对于提高低阶煤的利用效率、推动相关产业的发展具有重要意义。

二、低阶煤低温热解概述低阶煤主要包括褐煤和次烟煤等，其结构特征为含氧量高、挥发分含量高、反应活性强。

低温热解过程中，低阶煤在无氧或有限氧条件下加热，产生煤气、焦油、半焦等产物。

这一过程具有能耗低、操作条件温和、环境污染小等优点。

三、低阶煤低温热解产物生成特性1. 煤气：低阶煤低温热解过程中产生的煤气主要由可燃气体组成，如氢气、甲烷、一氧化碳等。

这些气体具有较高的热值，可作为燃料气或化工原料气使用。

2. 焦油：焦油是低阶煤热解的重要产物之一，主要由轻质烃类、酚类、酮类等化合物组成。

焦油具有较高的经济价值，可用于生产燃料、化学品等。

3. 半焦：半焦是低阶煤热解后的固体残余物，具有较高的碳含量和较低的挥发分含量。

半焦可作燃料或进一步加工利用。

四、低阶煤低温热解产物生成机理低阶煤低温热解产物的生成机理涉及物理和化学过程。

在热解过程中，低阶煤中的有机质受热分解，产生挥发性物质。

这些物质在热解炉内经过一系列的物理化学变化，最终形成煤气、焦油和半焦等产物。

其中，煤气主要由低阶煤中的轻质组分在较低温度下裂解产生；焦油则是由重质组分在较高温度下发生裂解和缩聚反应生成；半焦则是由于部分重质组分在热解过程中未完全转化而残留的固体产物。

五、研究方法与实验结果为了深入研究低阶煤低温热解产物的生成特性及机理，采用了一系列实验方法，包括热重分析、气相色谱分析、质谱分析等。

通过实验，我们得出了以下结论：1. 不同温度下低阶煤的低温热解产物有所不同。

GBT2122024煤的工业分析方法2024年，煤仍然是全球最重要和最广泛使用的化石燃料之一，尤其在工业领域使用广泛。

煤的工业分析方法可以帮助确定煤的质量特性和燃烧特性，为工业应用提供基础数据和技术指导。

下面是2024年煤的工业分析方法的一些主要内容。

首先是煤的质量特性分析方法。

煤的质量特性是指煤的组分、结构、物理性质和化学性质等方面的特征。

这些特性对于确定煤的适用性和燃烧特性非常重要。

在2024年，常用的煤的质量特性分析方法包括：元素分析：通过对煤中主要元素（如碳、氢、氧、氮、硫等）的测定，确定煤的组分和热值等特性；元素周期表：通过对煤的化学组成进行分析，确定煤的化学特性和燃烧特性；红外光谱法：通过对煤样进行红外光谱测定，确定煤的结构特性和功能性特性；X射线衍射法：通过对煤样进行X射线衍射分析，确定煤的结晶特性和晶体结构等。

其次是煤的燃烧特性分析方法。

煤的燃烧特性包括煤的可燃性、燃烧速度、燃烧特性等方面的特性，对于确定煤的燃烧效率和排放物特性非常重要。

在2024年，常用的煤的燃烧特性分析方法包括：热重分析法：通过对煤样进行热重分析，测定煤的热重变化曲线和热分解特性；差热分析法：通过对煤样进行差热分析，测定煤的燃烧热功和反应动力学参数；燃烧实验法：通过对煤样进行燃烧实验，测定煤的燃烧特性和排放物特性；煤粉爆炸试验：通过对煤粉进行爆炸试验，测定煤粉的爆炸特性和安全性。

最后是煤的工业应用分析方法。

2024年，煤在工业领域的应用非常广泛，涵盖了发电、制造、化学工业等多个行业。

煤的工业应用分析方法可以帮助确定煤在特定工业过程中的适用性和效果。

常用的煤的工业应用分析方法包括：煤质分级法：根据煤的质量特性，对煤进行分级，确定煤的适用范围和品质等级；煤气化实验法：通过对煤样进行气化实验，测定煤的气化特性和产物组成等；煤燃烧实验法：通过对煤样进行燃烧实验，测定煤在不同燃烧设备中的燃烧特性和效果；煤化学加工实验法：通过对煤样进行化学加工实验，研究煤在化学生产中的应用潜力和可行性等。

实验一燃烧特性的热重分析一、实验目的1．了解热重分析仪的基本结构，掌握仪器操作；2．学会应用热重法分析煤/生物质的燃烧特性。

二、实验内容及要求1．熟悉热重分析工作原理；2．学会处理煤/生物质燃烧热失重曲线，求解典型燃烧特性参数，并分析燃烧特性。

三、实验步骤1．试样、气体准备，如预先干燥、磨制、筛分、称量试样等，罐装所需浓度和纯度的保护气体和反应气体。

检查仪器放置平稳、管路气密性及电源连接完好等。

2．开启系统：（1）打开恒温水浴槽（温度设定：22℃）；（2）接通气体（氮气流量：30ml/min；空气流量：100ml/min）；（3）待恒温水浴槽达到设定温度和气流稳定后，打开TGA 主机；（4）打开计算机进入Windows NT，双击“STAR e”图标打开STAR e软件。

3．根据软件建立试验方法，设置升温速率10℃~30℃/min、最大温度900℃，完毕后按提示放置样品，按提示开始、结束（重新开始）试验。

4．根据随机软件进行数据处理。

5．关闭系统：（1）须在TGA 主机的炉温低于300℃后关闭恒温水浴槽；（2）关闭TGA 主机；（3）关闭气体；（4）关闭计算机。

四、实验报告1．热重燃烧特性指标的含义和求解方法；2．热重燃烧条件下各燃烧特性参数代表的意义；3．求解煤/生物质燃烧特性参数；4．结合所得数据分析燃烧特性。

瑞士Mettler-Toledo公司的TGA/SDTA851e热分析系统图1、图2为热分析系统原理图。

该系统包括热重/差热同步分析仪，热重天平和高温恒温浴槽。

具体参数如下：型号：TGA/SDTA851e；温度范围：室温~1600℃；大测试炉：直径12mm，容积900μl；温度准确度：±0.25℃；温度重复性：±0.15℃；线性升温速率：0.01~100℃/min；SDTA分辨率：0.005℃。

图1中，天平和测试炉组成的测试单元是热重/差热同步分析的核心，采用平行支架微量/超微量天平，称量不受样品支架长度变化（如热胀冷缩效应）的影响；内置砝码全自动校准；称量部件处于恒温室内（22.0±0.1℃），不受环境因素的影响。