乙醇-正己烷溶脹-索氏抽提神東煤熱解特性研究.pdf

1、煤熱解是煤熱轉(zhuǎn)化最初和必經(jīng)的階段，為了更全面地考察煤熱解過(guò)程，不同的預(yù)處理手段和煤熱解進(jìn)行了有機(jī)的結(jié)合。本文以神東低變質(zhì)煙煤為實(shí)驗(yàn)用煤，乙醇-正己烷為預(yù)處理試劑，通過(guò)熱重-紅外聯(lián)用儀(TG-FTIR)和改進(jìn)鋼甑干餾爐研究了溶脹/索氏抽提預(yù)處理煤的熱解特性，考察煤樣的熱失重、特征逸出氣體分布，另外，對(duì)多次收集好的鋼甑干餾焦油利用正己烷進(jìn)行切割分離得到煤焦油正己烷可溶物(CTHS)和正己烷不溶物(CTHIS)，用氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)、TG

2、-FTIR、固體紅外(FTIR)對(duì)煤焦油進(jìn)行全面檢測(cè);此外，采用一級(jí)反應(yīng)模型對(duì)不同預(yù)處理煤樣進(jìn)行動(dòng)力學(xué)計(jì)算。主要得出以下結(jié)論:
　　1)經(jīng)正已烷-乙醇不同方式預(yù)處理后，預(yù)處理煤樣在波數(shù)3405cm-1處為-OH的伸縮振動(dòng)，羥基吸收峰的強(qiáng)度和脫灰煤相比有一定減弱，另外，位置向低波數(shù)移動(dòng)，說(shuō)明可能出現(xiàn)了氫鍵的斷裂。1086、1045cm-1處為C-O伸縮振動(dòng)，經(jīng)乙醇-正己烷不同方式預(yù)處理之后1086、1045cm-1有C-O官能團(tuán)的消

3、失，說(shuō)明煤結(jié)構(gòu)中的C-O鍵在經(jīng)乙醇-正己烷不同方式的溶脹處理之后，可能也發(fā)生斷裂。
　　2)正己烷-乙醇溶脹煤的最終熱失重率均大于脫灰煤，乙醇-正己烷索氏萃取殘煤的最終熱失重率均小于脫灰煤。以HDSC為例，最大熱失重速率、逸出氣體最大值對(duì)應(yīng)的峰溫隨著升溫速率的的升高向高溫側(cè)偏移。
　　3)正己烷-乙醇索氏抽提物主要是由脂肪烴、芳香烴、雜原子化合物組成，其中，雜原子化合物中以含氧化合物、為主;正己烷索氏抽提物中脂肪烴占多數(shù);乙

4、醇索氏抽提物及正己烷-乙醇梯級(jí)索氏抽提物主要為脂肪烴和含氧化合物。
　　4) CTHS主要以脂肪烴和芳香烴為主，CTHIS和煤焦油瀝青類似，失重主要是熱解中分子斷裂和聚合產(chǎn)生小的化合物引起;CTHIS都在97℃附近開(kāi)始失重，620℃基本停止失重，隨著溫度的升高，CTHIS揮發(fā)、斷裂產(chǎn)生小的骨架及如CO、CO2和CH4這類氣體。溶脹煤CTHIS＞脫灰煤CTHIS＞索氏抽提殘煤CTHIS;另外，乙醇-正己烷索氏抽提殘煤CTHIS對(duì)應(yīng)的

5、溫度明顯高于乙醇-正己烷溶脹煤CTHIS所對(duì)應(yīng)的溫度。
　　5)在正己烷-乙醇溶脹煤熱解過(guò)程中，小分子相在去溶劑后得到重新排布，熱解時(shí)小分子容易脫出。而正己烷-乙醇索氏抽提殘煤中一部分低分子化合物被溶出，使其可供給的活性氫減少，不能及時(shí)穩(wěn)定煤中自由基碎片，發(fā)生縮聚反應(yīng)程度增大;另外索氏萃取物的抽提使煤樣相對(duì)分子量變大，熱解焦油分子量也相應(yīng)增大。
　　6)根據(jù)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，采用Coats-Redfern積分法，得到乙醇-