溶胀预处理改善煤超临界萃取研究

兴隆煤分别用甲醇、四氢呋喃和吡啶溶胀处理后，再进行超临界甲苯萃取实验，以考察溶胀预处理对超临界萃取结果的影响。研究结果表明；煤经吡啶或呋喃溶胀处理后，可以明显改善２萃取过程转化率及轻组分油的收率；在考察的萃取温度范围（３４０－４００℃）内，吡啶溶胀煤 煤相比，始终具有较高的萃取转化率和较低的气体产率；增大煤比和萃取压力有助于改善吡啶溶胀煤的超临界萃取效果。此外用ＦＴＩＲ和ＳＥＭ对溶胀前后煤的结构变     

氢键在煤大分子溶胀行为中的作用

选择对氟苯酚（ＰＦＰ）做为煤中羟基的模型化合物，考察了煤与溶剂间氢键强度对煤大分子溶胀行为的影响。发现煤在溶剂中的溶胀率随着ＰＦＰ与溶剂间氢键生成热的增大而增加；煤的溶胀率随煤化程度的提高而降低以及煤经碱、酸处理后溶胀率增加。这些结果表明，煤中羟基与溶剂间的氢键力是决定煤大分子溶胀行为的关键因素。     

几种烟煤及其热处理后的溶胀性能研究

研究了四种不同变质程度烟煤及其二硫化碳/N-甲基-2-吡咯烷酮（CS2/NMP）混合溶剂(1∶1,vol)的抽提物在不同溶剂中的溶胀性能，同时考察了四种煤样不同温度热处理后其溶胀性能的变化。结果表明，煤的溶胀率随煤化度增加而有所降低;变质程度较低的烟煤在极性溶剂中的溶胀率大于非极性溶剂，随着煤化度的增加，两者溶胀度差距减小;四种烟煤经混合溶剂抽提后，其抽余煤的交联密度降低，溶胀率增加。四种煤样150℃热处理后在CS2中的溶胀率均有所增加，表明热处理可以降低煤的交联密度。随着热处理温度提高至240℃，除气煤外，其余三种煤样在NMP和CS2中溶胀率均进一步增大，说明其交联密度进一步降低。这一结果与热处理煤样在混合溶剂中抽提率的变化趋势一致，如240℃热处理后瘦煤的抽提率由原煤的6.9%提高到17.3%。红外光谱研究表明，经过适当温度的热处理，可以脱除煤分子中的羰基和羟基等含氧官能团，破坏煤结构中的氢键，从而降低煤的交联密度，提高煤的溶胀率及其在混合溶剂中的抽提率。     

煤在含有吡啶的二元溶液中吸附和溶胀行为的研究

本实验采用WK11模型化合物及ND褐煤和IL烟煤，在含有吡啶的水、环己烷、甲苯双溶液系统中研究其吸附和溶胀行为。研究结果显示，在稀溶液条件下吡啶吸附量和溶胀率都很低，而且即使在很长的反应时间内溶液中的吡啶也不能被全部吸附。这表明虽然由于热力学有利的熵变，吡啶可以断开煤中所有的氢键交联结构而形成新的氢键，但溶剂环境的影响和孔径等因素的扩散限制，也显著影响煤的吡啶吸附量和溶胀行为。在低吡啶浓度时，煤的溶胀率与吸附量无线性关系。在高吡啶浓度时，溶胀率随吸附量的增大而增加。但吡啶浓度超过一定值时，由于吡啶的强抽提作用，一定反应时间后煤和溶剂界面消失。     

常压升温下油煤浆表观黏度变化的研究

为探讨煤直接液化工艺中油煤浆表观黏度随温度升高的变化规律，利用高温黏度计测定了煤浆体系的黏度，考察了溶剂、煤浆浓度、煤中含水量和不同显微组分等因素以及剪切速率、配浆温度、溶胀作用等对煤浆黏度 温度特性的影响。研究结果表明，低温下影响煤浆黏度变化的主要因素是溶剂本身的性质，煤浆的表观黏度随温度升高而降低；随温度继续升高在较宽温度范围内黏度变化不大，这是由溶剂性质以及煤在溶剂中的溶胀行为共同作用的结果；当温度达到约220℃后继续升高温度溶胀作用逐渐占优势，从而导致煤浆体系的表观黏度逐渐增大。     

溶剂萃取预处理对低阶煤大分子结构的影响

为了研究溶剂预处理对低阶煤的固有大分子结构的影响,本研究对锡林郭勒褐煤（XLL）和神府次烟煤（SFC）分别进行了四氢呋喃（THF）索氏抽提、二硫化碳/N-甲基-2-吡咯烷酮（CS₂/NMP）混合溶剂抽提及热溶处理,并对所得抽余煤进行了傅里叶红外漫反射光谱分析（DRIFT）、热重分析（TGA）、压汞法分析（MI）和溶胀度测定。结果表明,溶剂抽提导致煤大分子结构重排和再缔合。其中,THF索式抽提和CS₂/NMP混合溶剂抽提可以改变非共价键交联作用,特别是氢键作用分布,从而不同程度地松弛煤大分子结构。然而,高温溶剂热溶处理主要促进了煤大分子的共价键交联,尤其是对锡林郭勒褐煤（XLL）。所有抽取煤的溶胀都受Fickian扩散控制,且所有抽取煤的溶胀活化能都低于原煤。     

煤的核磁共振成象研究

通过分别浸泡在氘代吡啶和氘代丙酮溶剂中的煤的核磁共振成象,观察了溶剂在煤中的渗透、扩散过程和溶胀作用。并得到了煤的大分子网络中的动态小分子的分布情况。由核磁共振成象技术获得了煤的化学和物理结构信息。     

高聚物在超临界二氧化碳介质中的溶胀行为

研究了LDPE、PP、PA6、EVA、PS、PU六种聚合物在超临界CO2 中的溶胀情况 ,观测了溶胀温度、溶胀压力、溶胀时间和降压时间对聚合物溶胀前后重量变化的影响以及溶胀后聚合物中CO2 的解吸曲线。     

吸水膨胀弹性体在不同介质中的溶胀行为

研究了由共硫化法制得的三种吸水膨胀弹性体（ＷＳＥ）在不同介质中的溶胀行为，得出了溶胀速率方程和动力学参数，确定了不同介质对平衡溶胀度（Ｑｅ）的影响规律．     

α,β-聚-DL-天冬酰胺衍生物水凝胶的合成及其溶胀性能研究

以ＤＬ 天冬氨酸为单体，通过缩合聚合反应合成聚 ＤＬ 丁二酰亚胺，然后用不同比例的乙醇胺和丁二胺进行开环和交联，获得α，β 聚 ＤＬ 天冬酰胺衍生物水凝胶．测定了水凝胶在几种不同溶液中的溶胀比，结果表明该水凝胶在蒸馏水中的溶胀比为１１０～４４０倍，在不同浓度的盐溶液中的溶胀比有不同程度的降低，在０１６ｍｏｌ／Ｌ的抗肿瘤药物５ 氟尿嘧啶（５ Ｆｕ）水溶液中的溶胀比可达１４０倍．研究了聚丁二酰亚胺分子量、溶剂用量及交联剂用量等因素对凝胶溶胀性能的影响．     

原煤可磨性对气流床粉煤气化混配煤煤粉均匀程度的影响

以气流床粉煤气化工业装置不同时期的两组进料煤粉为研究对象,在实验室按粒径对两组煤粉进行了筛分分组,对分组后子煤粉进行了煤质、煤灰特性及反应活性分析,研究了原煤可磨性差异对混配磨制后煤粉均匀程度的影响。结果表明,原煤可磨性对混煤煤粉的颗粒粒径分布及其均匀性均具有影响。混配磨制煤粉的粒径主要取决于原煤中可磨性指数较小的原煤,此原煤可磨性指数越小,煤粉颗粒粒径越大;可磨性相近的原煤混配制得的煤粉混合较均匀,可磨性差异较大的原煤混配煤粉混合不均,煤粉发生偏析,使得大颗粒煤粉中含有过多的难磨煤,导致煤粉的反应性能变差。     

应用红外光谱研究脱灰对伊敏褐煤结构的影响

对伊敏褐煤的原煤和脱灰煤进行了红外光谱分析,并通过分段分峰拟合分析了脱灰前后伊敏煤结构的变化。结果表明,脱灰处理对煤中有机结构会产生一定影响。对脂氢和羟基氢键有机结构影响较小,脱灰后,脂氢结构中CH₂不对称伸缩振动没有变化,CH伸缩振动明显减少,而CH₂对称伸缩振动和CH₃不对称伸缩振动略有增加;羟基氢键结构中羟基N羟基、自缔合羟基氢键以及羟基π氢键的强度有所降低,而环氢键和羟基醚氢键的吸收强度有所增加;对芳香结构和含氧官能团的影响较大,芳香结构由原煤中的苯环三取代占主导地位转变为脱灰煤中的苯环三和四取代;含氧官能团中烷基醚和脂肪羧酸脱灰后吸收峰的强度明显减弱,这是由于水解反应导致的,而酚羟基和羧酸脱灰后吸收强度明显增强。     

煤孔结构特性对水煤浆性质的影响分析

通过三种不同的方法(CO2吸附法、N2吸附法和压汞法)测试了不同变质程度煤的孔结构性质，分析了煤的孔结构特性与水煤浆性质之间的关系。结果表明，煤的孔结构特性对水煤浆性质的影响较为复杂，主要是煤的大孔结构对煤浆成浆性的影响。在相近的孔体积和孔径分布下，煤的成浆性差别较大。孔结构特性本身作为一个独立的因素不能完全体现出对水煤浆性质的影响程度，与煤的表面性质如含氧官能团性质、煤表面的疏水性以及煤的吸水性等密切相关，共同影响着水煤浆的性质。     

灰中焦对煤灰熔融特性的影响

采用连有电脑－摄像头的煤灰熔融特性测定装置，在Ar气氛下研究了灰中焦对煤灰熔融特性的影响。结果表明，灰中焦对灰熔融特征温度和灰熔融动态特征具有显著影响，影响程度与煤种以及煤焦的质量分数有关。掺焦的灰熔融温度高于不掺焦的熔融温度；掺焦量增加，其灰熔融温度升高。当掺焦量提高至20%时，在接近或高于煤灰熔融温度时由于焦与焦之间通过熔融煤灰的黏结作用形成了不熔骨架，使灰锥高度不再随温度的提高而发生变化，这也是灰锥很难出现或者根本不出现软化温度和流动温度的原因。     

Characterization of coal water slurry prepared for PRB coal

Powder River Basin(PRB)coal,which accounts for over 40%of the coal consumed for power generation in the United States,was investigated for preparation of coal water slurry(CWS).The static stability and rheology of the CWS were characterized as a function of loading.The coal loading was varied from 30%to 50%and both ionic(sodium polystyrene sulphonate(PSS))and nonionic(Triton X-100)surfactants were employed as additives.The addition of PSS to PRB slurries was found to yield poor static stability.On the other hand,Triton X-100 was found to be an effective surfactant,reducing the sedimentation by more than 50%compared to the one without surfactant in 45%CWS.Adding Triton X-100 reduces the viscosity of the CWS for coal loadings of30%and 40%.Although the viscosities for coal loading of 42.5%and 45%are higher when Triton X-100 is added,the static stability is significantly better than for samples without surfactant.The highest coal loading for PRB slurry with acceptable viscosity for pumping is 42.5%.     

柴里煤人工氧化过程中性质和化学结构的变化

对鲁南柴里矿山西组三号煤层煤样进行了氧化模拟实验，对氧化系列煤样进行了元素分析、腐植酸含量和傅里叶变换红外光谱分析，讨论了氧化过程中元素成分和腐植酸含量的变化规律。以高岭石谱带为内标，利用差谱技术测定了氧化过程中柴里煤结构中含氧官能团、脂肪烃和芳烃的变化。结果表明，在煤氧化过程中，含氧官能团明显增加，主要是碳基；脂肪烃含量明显降低，但甲基、亚甲基之间没有发现优先攻击现象；而芳烃在氧化过程中基本上没有发生变化。     

催化剂对煤着火特性的影响Ⅰ.煤性质及煤中矿物质对煤催化着火的影响

使用可在加压下测定着火点的装置，研究了煤化程度、煤中太物质和煤焦干馏温度对煤或煤焦的催化着火的影响。结果表明，对于煤的催化着火来说，煤化程度、煤焦干馏温度仍是影响煤或煤焦活性的重要因素，但是添加催化剂后，煤的活性顺序也发生了一定的变化；煤中矿物有一定的催化着火作用，催化作用的大小与煤中钙、钾、钠含量及其存在形态、分布状况有关；催化作用的大小与催化剂添加量有关，并且添加量存在一个最佳值，此时着火点最 低。     

煤微组分结构的X-射线实验研究

本文介绍用X-射线研究烟煤的壳质组、镜质组和惰质组三种煤微组分的结构。结果表明,不同微组分的结构存在差异,这是由于其化学组成不同而决定的。     

煤颗粒脱挥发分的数学模拟研究

煤颗粒脱挥发分的数学模拟研究王国金，李术元，王剑秋，钱家麟，朱亚杰（石油大学化工系，北京１０００８３）关键词煤脱挥发分，煤热解，模拟煤脱挥发分过程是煤的焦化、气化和燃烧等工艺中的基础步骤，开发煤颗粒脱挥发分的数学模型对于煤加工工艺操作参数的制定、生产...     

煤化学的前沿与挑战:结构与反应

任何物质的化学反应性质均与其结构有关,煤也不例外.人类对煤研究和利用的历史一直包括对煤的结构与反应的探索,依据从不同层面得到的信息提出了许多煤结构模型并用多种方式表述了煤的反应行为.然而到目前为止,这些探索还没有达到准确解析化学现象所要求的"分子水平".本文简要分析了"煤结构和反应"的认识发展过程,并结合自己的思考和研究结果,试图提出从分子水平进一步发展煤化学的思路和挑战,以供参考.