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。     

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。     

煤烟气中痕量有机物的分析及去除

采用不同吸附剂对煤烟气中的痕量有机物进行了富集，比较了各种吸附剂的富集能力，对富集的样品用索氏提取及超临界流体萃取装置进行了萃取，用ＧＣ－ＭＳ－ＤＳ联用方法作了定性鉴定，指出超临界萃取技术在提取煤烟气中痕量有机物方面的优势。探讨了用催化转化法去除煤烟气中有机污染物的可能性。     

煤及其溶剂萃取产物的氮气吸附行为

用二硫化碳-N-甲基-2-吡咯烷酮（CS2-NMP）(1∶1, V/V) 混合溶剂，以及丙酮和吡啶将云南褐煤和南桐烟煤逐级萃取，去除萃取溶剂后得到各级固态级分。通过ASAP 2010型比表面积及孔快速测试仪，对原煤及萃取级分的氮气吸附行为进行测试，分别用BET模型、线型方程对实验结果进行拟合。结果表明对于萃取率较高的煤，溶剂萃取能较大地增加其孔隙率；煤对氮气的吸附行为遵从Henry定律，因此只需在氮气饱和气压的沸点（77 K）下，测出少数几个压力点的吸附量，就可以得到一条准确的等温吸附线。     

溶剂萃取对烟煤孔隙结构和粒度的影响

用二硫化碳-N-甲基-2-吡咯烷酮（CS2-NMP）(1∶1, V/V) 混合溶剂、丙酮和吡啶对南桐烟煤逐级萃取，得到各级残余物。通过比表面积及孔快速测试仪和扫描电镜，对煤及各萃取残余物的氮气吸附行为、粒度进行测试，考察了溶剂萃取对煤的BET比表面积与BJH孔容、孔面积随孔径分布规律以及粒度的影响。结果表明通过“溶解”小分子物质，溶剂萃取能够有效地改善煤的吸附性、比表面积和孔隙结构，降低其粒度，但不能破坏其基本结构单元，在本质上仍属于物理作用。根据最可几孔径计算出南桐烟煤胶态分子团结构模型中基本结构单元的粒径在3.5 nm左右，证实了煤分子胶态团结构模型的假设。     

吡啶萃取对烟煤热解过程焦油生成特性的影响

煤中含有以非共价键结合的可萃取物，煤的萃取物和萃余物热解反应性不同。本研究首先用醋酸消除煤中静电作用力，再以吡啶萃取消除氢键作用力，通过热重和固定床研究了煤萃取物和萃余物的热解特性。相对于原煤，萃取物（E1）的H/C原子比较高，而萃余物（R1）比原煤的孔径有所增大。热重实验表明，萃取物热分解温度低，失重率大；萃余物在485℃之前失重大于原煤，温度高于485℃小于原煤。固定床氮气热解表明，萃取物（E1）的焦油产率和气体比原煤高；萃余物（R1）的焦油产率低于原煤焦油产率。而氢气气氛下，萃取残渣的焦油产率明显高于原煤，这是由于吡啶萃余物具有更开放的孔结构，有利于加氢热解过程氢向孔内扩散，减少了缩聚反应。     

杨村烟煤与石油渣油共处理反应特性的研究

用共振搅拌反应器研究了山东兖州杨村的烟煤与北京燕山石化公司的石油渣油共处理液化的反应过程，考察了反应温度和反应时间对煤液化转化率及产物中前涸青烯，苯可溶组分的影响。     

煤的超临界醇萃取脱硫：Ⅰ.间歇式反应器实验结果

本文采用１００ｍｌ间歇式反应器对难脱硫的高变质焦煤进行了超临界醇萃取脱硫的研究。考察了反应温度、萃取时间、醇／煤比对脱硫的影响，并研究了有机硫煤样的脱除规律，比较了甲醇、乙醇脱硫效果的差异。结果表明：随反应温度的升高，脱硫率增加，在４００℃，５０ｍｉｎ时发生硫的再吸收而导致脱硫率下降；随醇／煤比增加脱硫率上升，其主要原因是醇／煤比增大有利于化学键的断裂。从脱除有机硫的角度而言，没有必要先用ＨＮＯ＿３处理煤样；甲醇、乙醇的脱硫效果相差不大，气相产物中ＣＨ＿４、Ｃ＿２Ｈ＿６的含量取决于所使用溶剂的种类。     

混合溶剂超临界萃取大柳塔煤的研究

在一半连续装置上考察了以甲苯为主体的混合溶剂在超临界状态下对神府煤田大柳塔煤的萃取结果，得到了萃取物和气体生成速率随温度的变化关系，并与甲苯为溶剂时的萃取结果作了比较。实验结果表明，萃取过程中萃取物生成速率随温度的变化与煤热分解时失重速率变化相似。煤在各溶剂中的膨润比与其对应的萃取转化率无明确的相关关系。动力学处理结果表明，甲苯及其混合溶剂对大柳塔煤的萃取过程在宏观上都可分两段用二级反应来描述，其分界点在３３０℃左右。低温区表观活化能为２～２８ｋＪ／ｍｏｌ，高温区为１２０～１８５ｋＪ／ｍｏｌ。     

煤及其含氧基团模拟物的电化学还原

以四丁基溴化铵作支持电解质电化学还原煤及其含氧基团模拟物,用甲醇萃取电化学还原前后的煤.还原产物和萃取物由气相色谱-质谱联用仪定性分析,煤含氧基团模拟物的电还原产物用气相色谱定量分析.结果表明,经电化学还原后,煤表面含氧基团减少,需进一步提高煤含氧基团模拟物的转化率.电化学测试同时给出还原过程中各相关电极反应的动力学方程.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

我国的新型煤化工产业——煤制甲醇

对我国新型煤化工产业煤气化生产合成气和煤制甲醇的生产工艺作了介绍,涉及煤资源综合利用、低碳绿色化学工业、反应条件的选择以及我国新型煤化工产业的发展特点和成就等.     

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。     

煤的孔结构特征对水煤浆性质的影响

本文选用１７种不同变质程度的中国煤，详细研究了煤孔结构特征对煤浆性质的影响。发现煤孔体积通过影响煤在分散体系中的吸水性，从而影响煤之成浆性。但由于不同变质程度煤表面亲水性的显著差异，煤孔体积在影响煤成浆性的能力方面差别很大，这使得煤吸水性和浆体最高煤浓度与煤孔体积并不存在直接的相关性，而是取决于煤孔体积Ｖ和以煤－水接触角（θ）的余弦值表示的煤表面亲水性因子的乘积，即煤之有效孔体积：Ｖ×ｃｏｓ（θ／