褐煤中有機氧的賦存形態(tài)及在熱解過程中遷移規(guī)律的研究.pdf

1、水分和有機氧含量高是導(dǎo)致褐煤熱值低的主要因素。熱解是褐煤提質(zhì)利用的有效手段之一，深入了解褐煤中有機氧的賦存形態(tài)及其在熱解過程中的遷移規(guī)律，對于優(yōu)化褐煤高效提質(zhì)利用的工藝具有十分重要的指導(dǎo)意義。
　　本文選取白音華（BYH）和錫林郭勒（XLGL）兩種褐煤為研究煤樣。通過X射線光電子能譜（XPS）、傅里葉變換紅外光譜（FTIR）和元素分析等研究褐煤中有機含氧官能團（OFGs）的賦存形態(tài)。結(jié)果表明：褐煤中的OFGs可以分為羧基、羥基（酚

2、羥基和醇羥基）、羰基、活性醚鍵和非活性醚鍵。由于褐煤中水的吸附形態(tài)主要與羥基的存在形態(tài)有關(guān)。通過對紅外光譜中羥基官能團的分峰擬合得出褐煤中的羥基主要為自由羥基（FHG）、羥基氫鍵（PHB）、自由締合的羥基氫鍵（SHB）、羥基醚氫鍵（EHB）、呈環(huán)狀緊密締合的羥基（RHB）和羥基N氫鍵（NHB），其中主要以PHB和EHB的形態(tài)存在。
　　利用固定床石英管反應(yīng)器對BYH和XLGL兩種褐煤進行快速熱解，研究了熱解溫度和氣體停留時間（GR

3、T）對熱解產(chǎn)物的產(chǎn)率及氧分布的影響，并用多種先進分析手段研究了熱解產(chǎn)物中含氧化合物（OOSs）的組分和含量。結(jié)果表明， BYH褐煤在500℃，GRT為2.5 s時焦油產(chǎn)率達到最大值為15.3％（daf）。XLGL褐煤在600℃，GRT為1.5 s時焦油產(chǎn)率最大為12.9%（daf）。低于600℃時，CO2為主要的熱解氣體，并且在低于400℃下主要來源于羧基的熱解。CO的含量隨熱解溫度的升高而顯著增加。700℃時，BYH和XLGL中CO的

4、生成量達最大值分別為46.4和44.0 mL/g（daf）。熱解水中氧的產(chǎn)率在200℃時小于20%，溫度增加至700℃時，由于OFGs的脫除率增加和揮發(fā)分的裂解加劇，熱解水中的氧的產(chǎn)率顯著增加至30%左右。高于400℃時，OFGs主要分解為熱解水和熱解氣。焦油中可檢測到的OOSs為酚類、酮類、酯類、醇類和呋喃類物質(zhì)，其中酚類物質(zhì)（苯酚、甲酚和二甲酚）為主要含氧物質(zhì)。反應(yīng)條件為500℃，GRT為10 s時，BYH和XLGL焦油中酚類的最大