提质褐煤表面官能团及复吸水特性研究

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近年来,伴随着经济的发展,能源的消耗量也与日俱增。随着优质煤炭消耗量的逐年增加,优质煤炭资源越来越少,开采费用也越来越高,人们开始将目光投向储量丰富价格低廉的褐煤等低品质煤的开发利用。文中选取了内蒙古胜利(SL)褐煤和云南昭通(ZT)褐煤两种在中国具有典型代表性的褐煤作为研究对象,通过对提质煤表面官能团研究,掌握提质前后煤中官能团的变化行为;同时,基于对煤表面含氧官能团分析结果,研究不同提质条件下提质煤复吸水特性。研究表明,在低温提质阶段(<400℃),煤中官能团主要以脂肪结构裂解作用为主,高温阶段(>400℃)则以芳构化和缩聚作用为主。煤中的三种主要含氧官能团-OH、C=O、-O-对褐煤复吸水都存在不同程度的影响,其中-OH和C=O官能团对复吸水率的影响较大。提质气氛和提质温度是影响提质煤中含氧官能团分布和复吸水率的主要因素,煤中含氧官能团的总量随着提质温度的升高而逐渐减小,导致提质煤的复吸水率随提质温度升高而减小。微氧化性气氛可氧化煤中部分脂肪结构,增加了煤中-OH、C=O、C-O官能团的含量,因此导致相同提质温度下其复吸水率最大,而加入乙醇气氛后,醇羟基的加入在高温下剧烈缩合降低了两种提质煤中对复吸水率贡献较大的-OH官能团的含量,因此复吸水率在400℃之后明显小于其他两种气氛。本文通过研究提质煤表面官能团及复吸水特性,描述了两种煤中官能团迁移规律及与复吸水特性的联系,对选择最优提质条件,提高褐煤利用率减少能源浪费有重要指导作用。
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