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低煤阶煤中含有丰富的有机质,这些有机质在热演化过程中会形成大量的气态烃和液态烃。这些烃类的形成过程与机理是煤化学、煤地球化学等学科的重点研究内容。甲烷与氢气的生成是煤热解过程中的重要反应,分析煤热解过程中甲烷与氢气析出特征与反应机制有助于理解煤的热解机理,也为煤成气的成藏机制的理解以及制取清洁能源提供理论基础。本文对二连盆地乌兰图嘎矿和乌尼特矿煤的五种煤样进行提取腐殖酸处理,对提取腐殖酸后的残煤进行吡啶抽提。应用TG/MS对原煤(YM)、腐殖酸(HA)、提取腐殖酸后残煤(HACM)、提取腐殖酸后的残煤经吡啶抽提后残煤(CTCM)、沥青质(LQZ)进行热解特征分析,并结合结构特征分析原煤及不同组分热解生成甲烷与氢气的生成机理。主要得到以下结论:1.煤的结构特征:原煤的fa随H/C增加而减小,腐殖酸的Hal/Har较原煤略有变大趋势,脂肪链较原煤变长,支链减少。原煤提取腐殖酸后,其2920 cm-1和2860 cm-1处的脂肪族-CH2-、-CH3的伸缩振动峰强度降低,1620 cm-1处的芳香族C=C骨架振动峰强度降低,含氧官能团减少。溶剂抽提对fa没有显著影响。2.原煤最大失重速率随2924 cm-1增加而增大,腐殖酸、腐殖酸残煤、抽提残煤的热解初始温度较低,在高温区DTG曲线出现双峰。沥青质失重率最大。3.甲烷生成的温度范围在100℃-800℃之间,原煤热解甲烷生成总量与H/C成正相关性。腐殖酸中的甲烷生成与官能团中的甲基脱落有很大关系。腐殖酸残煤与抽提残煤的甲烷析出速率曲线都有三个尖峰出现。沥青质生成甲烷最少,原煤次之,腐殖酸,腐殖酸残煤和抽提残煤较高。氢气析出初始温度在300℃左右,原煤中氢气生成与脂肪结构中的C=O有很大关系,腐殖酸热解生成氢气的最大速率峰温随2964/1618 cm-1增大而升高。腐殖酸残煤与抽提残煤热解生成氢气的产量相差不大。沥青质热解生成氢气的最大峰温较腐殖酸残煤和抽提残煤延后。原煤的氢气总生成量最少,而腐殖酸、腐殖酸残煤、抽提残煤和沥青质的生成量相差不大。4.甲烷与氢气的生成都是多种反应综合作用的结果,以Ⅳ样品为例,原煤、腐殖酸残煤和抽提残煤在热解过程中甲烷与氢气的总生成量与H/C和O/C有关。提取腐殖酸与溶剂抽提都使甲烷产率增加。对氢气而言抽提后氢气产量则减少。