煤炭科学技术

作者：王小令, 王绍清, 陈昊, 赵云刚, 沙吉顿, 李慷,

关键词：低阶煤, 热解行为, 结构特征, 不同镜惰比,

热解是煤液化、气化等洁净煤技术的基础，尤其是对于低阶煤的利用上。为进一步研究低阶煤的热解特征，以一系列不同镜惰比赵家庄（ZJZ）、马蹄罕（MTH）、豆塔（DT）煤（V/I分别为0.1、0.76、1.76）为研究对象，采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）与X射线衍射（XRD）技术分析样品的化学结构；通过热重−质谱（TG-MS）联用技术，检查了样品在30～900 ℃的热解过程及其气体逸出行为。结果表明：不同镜惰比低阶煤中的化学结构含量有较大差异，与富惰质组ZJZ煤相比，富镜质组煤有着相对丰富的脂肪族结构，长脂肪侧链，以及含氧官能团，尤其DT煤中含有丰富的C— O。相应的芳香结构含量随着镜惰比增加而减少。同时，随着煤中镜惰比增加，芳香层片间距d002、横向延展度与纵向堆砌高度之比（La/Lc）增大，芳香层堆砌高度Lc、芳香层尺寸La以及堆砌层数N减小。DT、MTH、ZJZ煤在热解中失重量依次为36.4%、32.2%、28.9%，随着镜惰比降低，最终热解气态产物产率以及最大热解速率相应降低。在热解过程中有H2、H2O、CH4、CO、CO2等小分子物质释放；此外，释放气体含量与显微组分息息相关，富惰质组煤产生的小分子物质量少于镜质组较多的煤。由于镜质组中含有较多的脂肪侧链结构，芳香层之间的缩聚能力较强，热分解过程中容易形成自由基再结合生成气体。

来源：2023年第5期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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