烟煤和无烟煤中碘的赋存形态及其环境效应分析

采用逐级化学提取和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)研究烟煤和无烟煤中碘的赋存形态。结果表明,烟煤和无烟煤中各种形态的碘含量由高到低依次都是有机态、铁锰氧化物结合态、水溶态、残留态、离子交换态和碳酸盐结合态。烟煤和无烟煤中有机结合态碘平均含量分别为47.4%±3.28%和43.3%±2.42%,Fe-Mn氧化物结合态碘分别为36.8%±3.70%和34.6%±4.77%,水溶态和离子交换态碘平均含量之和分别为10.3%±3.00%和14.3%±3.37%,碘的平均潜在淋失率分别10.9%和16.0%,平均潜在可淋失浓度分别为0.9μg/g和1.2μg/g。这说明无烟煤中生物有效态碘含量高于烟煤,在表生条件下烟煤和无烟煤中淋出的碘都能导致地表水中碘的浓度升高;无烟煤中碘的有利环境效应大于烟煤,而不良环境效应小于烟煤。     

应用TG-FTIR联用研究催化剂对煤热解的影响

用TG-FTIR联用技术研究了碱金属、碱土金属和过渡金属对宝日希勒褐煤和包头烟煤热解的催化作用和挥发分析出的影响。结果表明，各种催化剂对褐煤和烟煤热解的催化效果分别为Ni>Fe~Ca>K和Ca~Fe>Ni>K，K2CO3对煤的热解没有明显的催化作用。催化剂使褐煤和烟煤热解转化率增加的最大值分别为10.1％和6.4％。烟煤热解生成的CH4比褐煤的多，不同的催化剂使煤热解挥发产物CO2、H2O、CH4和CO增加的幅度不一样，催化效果与温度和煤的变质程度有关。     

高挥发分烟煤的热解、燃烧特性研究

采用固定床热解反应器、热解 红外联用仪 (Py FTIR)和热重分析仪 ,考察了高挥发分烟煤的热解、燃烧特性 ,实验结果表明 ,高挥发分烟煤在热解过程中放出大量烃类气体 ,从燃烧试验看 ,明显分为热解段和燃烧段 ,且热解段挥发分的释放非常迅速 ,从而揭示出高挥发分烟煤燃烧过程中产生大量黑烟的原因。     

负载碳酸钠煤焦催化气化反应特性研究

基于热重分析仪开展负载碳酸钠神府烟煤/遵义无烟煤煤焦气化实验,并借助扫描电子显微镜和孔结构及比表面积分析仪表征焦样孔结构及表观结构变化,考察了反应温度(650-800℃)、气化剂(水蒸气、二氧化碳)及碳酸钠负载量(钠离子负载量2.2%、4.4%、6.6%,质量分数)对神府烟煤/遵义无烟煤焦样气化反应活性的影响。结果表明,碳酸钠有利于促进神府/遵义煤热解过程孔隙结构的发展。在二氧化碳气氛下,适宜催化剂负载量使神府烟煤反应活性提高,过多负载催化剂堵塞煤焦内部孔隙结构,使得气化反应活性降低,遵义无烟煤反应活性随负载量增加而提高,两者反应活性均随温度升高而提高。在水蒸气气氛下,神府烟煤/遵义无烟煤在一定条件下反应活性随催化剂负载量增大、温度升高而提高。碳酸钠的添加能够在保证气化反应性的前提下降低气化反应温度和活化能。     

煤中腐植酸的研究

进行了我国若干泥煤、褐煤和氧化及风化烟煤试样的煤质鉴定、腐植酸含量和腐植酸组成结构特征的研究。表明泥煤多属低地泥煤,有较高的腐植酸含量(约40—50%)。褐煤腐植酸含量变动较大,在3.3—67.8%;随着煤化程度增加,腐植酸量有明显减少的趋势。氧化和风化烟煤的腐植酸含量决定于氧化风化程度和烟煤原来的变质程度、还原程度和岩相组成.适度氧化和风化的烟煤腐植酸收率最高。低变质烟煤镜煤氧化或风化时腐植酸的收率较高;高变质煤、高还原煤和外皮质、丝炭氧化都不容易生成腐植酸。腐植酸还可以分为黑腐酸、棕腐酸及黄腐酸三个组分。这些组分结构上的差异主要表现在可溶性腐植酸有较高的氢含量、显著低的光密度、高的纸上电泳迁移率和烷烃基结构比例大。纸上色谱和溶剂萃取的研究指出这些组分还可以再细分,而腐植酸是这些组分的复杂混合物。     

天然焦的XRD及气化特性

利用X射线衍射技术对沛城煤矿天然焦、徐州韩桥烟煤和石墨粉试剂进行衍射实验，得出三种物质的结构特征。在热重天平上研究天然焦－CO2的气化反应性，并与烟煤的气化特性进行对比。结果表明，天然焦具有与无烟煤类似的微晶结构，表征晶体三维结构的101衍射峰并未出现；天然焦的气化活性要比烟煤差，但是在添加催化剂或者提高气化温度后天然焦的气化活性得到改善；比较三种催化剂的催化效果发现，K基催化剂的催化效果最好，其次是Ca基、Fe基催化剂。利用未反应收缩核模型能够很好地描述天然焦、烟煤的气化过程，通过计算得出气化反应的动力学参数。     

裂解加氢

62,1000大气压以上的氢压下烟煤加氢的研究10001955,6,3)——在超高压的氢压下进行烟煤的加氢,由于压力的增加可能加速煤     

流化床条件下煤的一次爆裂特性的实验研究

流化床锅炉中煤的爆裂特性对锅炉运行的炉内传热、碳转化率和细微颗粒的排放等许多方面有重要影响。本文在一台小型常压流化床反应器中研究了了种烟煤的一次爆裂烟煤的。对此烟煤不同宏观煤岩类型（亮煤和暗煤）的一次爆裂特性进行了比较研究。实验发现颗粒的一次爆裂率和爆裂程度很大程度上取决于颗粒粒径以及煤颗粒的组成,亮煤具有与暗煤不同的一次爆裂特性,同一粒径的煤颗粒爆裂后形成具有一定特点的粒径分布。针对不同煤岩类型     

烟煤和低温煤焦油共处理反应及机理的研究

兖州烟煤和低温煤焦油在４３０℃，初始氢压为７．０ＭＰａ条件下进行共处理反应。通过对煤的苯和四氢呋喃（ＴＨＦ）抽提物以及共处理产物的核磁共振测定，结合煤的红外光谱分析，探讨了兖州烟煤和低温煤焦油共处理过程中发生的化学反应及反应机理。     

抚顺烟煤及其抽出物的FTIR光谱结构表征

用富立叶变换红外光谱(FTIR)对抚顺烟煤的有机组分进行了测定。通过对谱图的解析,指出抚顺烟煤及其吡啶抽出物和抽提残煤在结构上的异同。以及抽出物各色谱馏分中存在的官能团和官能团之间极性的差异,对原煤整体结构提供了精细的结构信息。     

烟煤分类指标——粘结指数(G_(RI))的研究

阐述了建立烟煤粘结指数(G_(RI))的研究室工作,包括合理选择情性物质——无烟煤、降低无烟煤粒度、采用快速加热测定、机械化搅拌煤样等问题,并提出了新的计算公式。文中还列出了粘结指数的实用效果,说明它具有测定方法简易、测值范围宽、误差小、鉴别能力强和能充分反映煤的粘结能力等优点,是一个较理想的烟煤分类指标。     

用IR,NMR,HPLC研究煤超临界抽提油F2馏分

本文采用ＩＲ、ＮＭＲ、ＨＰＬＣ方法研究了我国峰峰矿瘦煤、焦煤、肥煤三种烟煤超临界抽出物Ｆ＿２馏分，这一馏分为抽出油已烷可溶物（ｏｉｌ）在硅胶色谱柱上用苯冲洗而得到￣［６］。由ＩＲ、ＮＭＲ、ＨＰＬＣ分析结果表明：三种烟煤Ｆ＿２馏分主要由芳烃化合物组成；以单取代苯和邻位双取代苯为主（包括缩合环体系）；芳环上取代基链不长，其中含有相当数量的申基取代的芳烃化合物，像甲苯、甲萘、二甲基萘等等。三种烟煤Ｆ＿２馏分中都含有较多的双环和三环芳烃，以三环芳烃含量最多。双环芳烃主要是萘系化合物；三环芳烃为蒽、菲类化合物；单环和三环以上芳烃含量较少。     

峰峰矿烟煤超临界流体抽提产物的结构分析

选用了峰峰矿不同变质程度的三种烟煤为原料，在20MPa,340℃条件下，以甲苯为溶剂进行超临界抽提。采用溶剂萃取和硅胶色谱法将抽出油分为F1－F6六个馏分，从各馏分的^1H-NMR谱图、^13-C-NMR谱图和IR光谱图分析了它们的组成、结构；由元素分析和平均分子量数据，采用^1H-NMR谱和^13C-NMR谱相结合的计算方法，获得了各馏分的平均结构参数。实验结果表明：随着变质程度的不同三种烟煤的组成结构存在着差异，焦煤抽出物中的油含量较高（35.6%)，瘦煤抽出物中的沥青烯含量较高（67.7%)；三种烟煤中煤的芳碳率最高，而肥煤比焦煤、瘦煤有较长的烷基侧链。     

用超临界气体抽提方法研究抚顺烟煤的组成和结构——Ⅰ.抽出物的分离及GC、GC/MS分析

将抚顺烟煤用甲苯作溶剂,在半连续抽提装置上,于350℃、20MPa条件下,进行超临界气体抽提。抽出物先分离成油、沥青烯及前沥青烯三个族组份,再用离子交换树脂、硅胶柱色谱作进一步分离。GC和GC/MS的分析结果表明,油段分中存在正构烷烃(C_(13)—C_(31))、类异戊二烯化合物及长链烷基苯系列,这些化合物可提供抚顺烟煤的地球化学信息。     

用HF和H2SiF6脱灰制高精煤

用以氢氟酸(HF)为主体的脱灰剂,在较温和条件下,对大同烟煤进行了连续多步骤和混合酸的脱灰研究。结果表明,用混合酸比单用氟硅酸脱灰效果更好;采用连续多步骤的脫灰工艺可制得灰分≤0.5%的高精煤。对大同烟煤脱灰前后的灰组成分析表明,高精煤中的灰分含量与其所含的硅、铁组分的质量之和呈线性关系。     

煤热解挥发物对炼焦煤塑性体渗透性的调控研究

本研究以低挥发分烟煤C1和高挥发分烟煤C2为研究对象（以下煤样简称为C1和C2）,引入褐煤L1和C2在两个温度下热解脱除部分挥发物的半焦作为对照,设计单种煤、混合煤/半焦和分层渗透性实验,结合热重和基式流动度分析,揭示了炼焦煤塑性体渗透性受挥发物释放行为的影响。研究结果表明,低挥发分烟煤C1存在塑性体低渗透性平台期,高挥发分烟煤C2塑性体的渗透性达到最低值后迅速改善,挥发物传质驱动力和阻力的差异导致了两种煤塑性体渗透性的差异;C2会增强挥发物的传质驱动力且热解后半焦颗粒成为塑性体惰性组分,同时也提供部分可转移氢,既改善塑性体渗透性又不破坏其稳定性;软化温度前C2释放的富氢挥发物促进C1塑性体低渗透性的形成并达到最大值;热塑性温区内C2释放的挥发物帮助维持C1塑性体的低渗透性平台期;延长C2挥发物反应消耗部分富氢挥发物,有利于改善C1塑性体的渗透性。     

抚顺烟煤吡啶抽出物ZM2馏份结构表征

本文采用了多种现代结构分析方法(FTIR,~1H-、~(13)C-NMR,FDMS,MS/MS)对抚顺烟煤吡啶抽出物的正庚烷不溶、正庚烷/苯(1∶1)可溶馏份(ZM2馏份)进行了详细的结构解析,得到了其平均分子量、分子量分布及其中30种化合物的分子结构,为研究抚顺烟煤的结构提供了有价值的信息。     

不同等级煤与油共炼的转化率差异及残渣分析

选取安徽褐煤、辽宁褐煤和贵州烟煤三种煤为原料,以油溶性环烷酸钼为催化剂,分别与马瑞常渣(MRAR)、克炼常渣(KAR)以及催化裂化油浆(FCCS)在高压釜内模拟悬浮床加氢共炼反应。结果表明,不同的油体系下,两种褐煤都能达到83%以上的转化率,而对于贵州烟煤,转化率最高的FCCS体系与最低的KAR体系分别为67.75%和50.31%,相差很大。采用FT-IR和SEM分析反应后固体残渣,计算了固体残渣中脂肪族和芳香族中各个基团的相对含量,并对比了不同体系反应后固体残渣的微观形貌。结果表明,KAR体系的固体残渣脂肪链较长,支链化程度高,取代度较低。转化率较高的褐煤反应后固体残渣结构松散,分散度高;转化率较低的烟煤固体残渣随着转化率降低,残渣颗粒逐渐变大,表面更加光滑,板结程度加深。     

生物质与烟煤混合灰渣黏温特性研究

以神华烟煤和玉米秸秆为实验原料,研究弱还原性气氛下生物质掺混量对神华烟煤的灰熔融特性和黏温特性的影响。利用XRD和SEM对灰渣的矿物质组成和微观形貌进行检测和表征。并利用热力学软件FactSage对不同温度下灰渣的物相及矿物质转化过程进行模拟计算。结果表明,随着玉米秸秆掺混量的增加,灰渣中高熔点的石英、钙长石和堇青石的含量降低,低熔点的钾长石含量增加,在玉米秸秆掺混量为20%(质量分数)时,灰渣的临界黏度温度(tcv)和最低操作温度(tlp)降到最低,此时灰渣的黏度最低,温度升高至1255℃时黏度值小于25 Pa·s,满足气化炉的液态排渣要求。结合Urbain均相模型和Einstein-Roscoe非均相模型,以及FactSage软件计算的不同温度下的液相含量得出适合玉米秸秆和神华烟煤混合灰渣的黏度预测经验公式。     

分子力学和分子动力学方法研究不同变质程度烟煤的分子结构

采用分子力学和分子动力学模拟方法 ,研究了不同变质程度烟煤的三维分子构型和能量参数。结果表明 :随变质程度的增加 ,煤分子内平行的芳香片层结构增大。不同变质程度烟煤分子在团聚前后的成键相互作用能仅略有变化 ,其中扭转能Et 的变化相对较为显著 ,并且扭转能随煤阶的增加呈逐渐减小的趋势。非成键作用能 ,特别是超过三个原子的范德华作用能 ,是煤中的重要相互作用能 ,是模型分子团聚的重要驱动力 ,对于烟煤分子聚集状态的形成起着决定性的作用。同时随煤阶的升高 ,超过三个原子的范德华作用能逐渐增加。模型分子的总势能随煤阶的变化呈两头高、中间低的趋势 ,与煤的一些宏观物理性质有一定的相一致性。