低阶煤低温干燥官能团的演变.pdf

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1、第39卷第2期煤炭转化Vo1．39No．22016年4月C0ALC0NVERS10NApr．2016低赵阶煤低温干燥官能团的演变孟浩D张涂守圣摘要利用傅玉立康叶红外对低温干燥前后低阶煤中官能团的演变进行了研究，并通过红外谱D图的峰面积曲线拟合处理，分析了低阶煤中各官能团在干燥过程中的变化规律及干燥后低阶煤性质的演变．结果表明，在干燥过程中，随着温度的增加，脂肪族结构逐渐消失，脂肪侧链中亚甲基官郑佥能团比甲基官能团活泼，在干燥过程中最先被氧化；含氧官能团羧基、羟基、羰基及醚键含量均呈现红降低趋势，其中羧基反应

2、活性最好，其含量降低的速度最快，羰基性质最为稳定，其含量变化最为缓俊D涛D慢；芳香环C—C先增加后减少，伊敏煤中C—C在230℃时开始分解，天池能源煤中C—C在190℃时已开始大量分解．研究表明，在低温干燥过程中低阶煤的变质程度有所增加，可在一定程度上提高其煤阶．董丁建艳关键词低阶煤，低温干燥，傅立叶红外，官能团勋军中图分类号TQ028．6’。3，TQ53o李口口岭梅等_】运用FTIR和分峰拟合技术，并结合红外0引言俊差减光谱对煤在低温氧化过程中官能团随温度的变D尤复化趋势进行了研究；杨晓毓等_】采用红外光

3、谱法确褐煤和低变质烟煤等低阶煤资源储量丰富，占定褐煤中含氧官能团的种类，并分析了干燥前后褐我国煤炭储量及煤炭产侯量的509，6以上，具有含水量煤表面含氧官能团的变化．本实验利用FTIR获得高、含氧量高、挥发分高宝、发热量低和容易自燃等特两种不同低阶煤原煤以及经过不同干燥处理后煤样点．低阶煤多为动力用煤鑫D，主要用于坑口电厂发电．的红外光谱，通过分析确定干燥前后煤中主要官能但因其水分高，直接用于燃烧发电可导致锅炉火焰团的演变情况，了解干燥前后低阶煤性质的演变规韫度偏低、燃尽困难和热效率低l-】13_，因此，有

4、必要在律，为深入了解低阶煤低温干燥提质工艺的应用提利用之前对其进行干燥提质处理．低阶煤中官能团供一定的理论参考．的种类和数量会影响煤的物理化学性质，如大量亲水性含氧官能团是导致低阶煤高水分的一个重要原1实验部分因．r4傅立叶红外光谱法(Fourier—transforminfra—red，FTIR)作为一种灵敏而有效的分析技术，在研究煤的显微组分和煤岩中煤的化学结构时，可确定1．1原料及制备煤中有机质的成熟度及划分煤的类型等．E6-93FTIR光谱是由成键原子的能量跃迁引起的，不同的吸收选用伊敏褐煤(YM)

5、和天池能源次烟煤(TC)波段或特征吸收峰对应着煤中不同的官能团结构．作为实验煤样，破碎筛分原煤样品，得到3mm～PAINTERetalElo-~17列出了煤中主要官能团的的红25mm粒径煤颗粒，进行低温干燥实验．将经过不外光谱吸收峰及其归属，并对羧基特征吸收峰进行同干燥条件处理后的煤样分别研磨至0．15mm以了分峰拟合；TAHMASEBIetalL】采用FTIR技术下，冲氮封存备用．两种原煤样品的工业分析与元素研究氮气干燥过程中褐煤化学结构的变化情况；葛分析结果见第2页表1．*国家科技支撑计划项目(2O12

6、BAAO4BO1)．1)硕士生；2)博士、教授、博士生导师(通讯作者)，上海理工大学能源与动力工程学院，200093上海；3)博士、高级工程师，中电投蒙东能源集团有限责任公司，028000内蒙古通辽；4)博士、副教授；5)lg~、教授，清华大学热能工程系，100084北京收稿日期：2015—09—02；修回日期：2o15—11-03煤炭转化表1煤样的工业分析和元素分析干燥温度处理后煤样的红外光谱．由图2可以看出，Table1Proximateandultimateanalysisofsamples变化明显的

7、光谱带主要发生在3600C1TI_。～3000Proximateanalysiscm(羟基吸收峰)、3000cm～2800ClTI(脂肪Sample——烃吸收峰)、1800cm～1000em(g-氧官能团吸YM36707．0813．5036．1843．24TC24O05．145．3327．6661．87收峰)和900cm_。～700ClTI(芳香烃吸收峰)．两*Bydifference．种煤样谱线的走势大体相同，说明两种煤中含有类似官能团．I．2干燥实验实验干燥装置采用自行设计的卧式固定床反应装置(见图1)

8、．选用氮气作为干燥介质，干燥温度分别为140℃，190℃和一230℃．当反应炉中温度达到设定条件后，迅速将盛放样品的操作杆插入主反应器中，停留10min后迅速将操作杆抽至冷却部位，待样品在氮气保护下冷一却至室温后取出封存备用．∞0目gm《0gg4000350030002500200015001000500Wenumber，era-图2原煤及经不同干燥温度处理后煤样的红外光谱Fig．2FTIRspectraofra