含氧官能团含量对褐煤水分回吸性及热解反应性影响

摘要

含氧官能团属于极性基团，具有很强的亲水性，褐煤在普通蒸发干燥后显著的水分回吸现象与其中含氧官能团的存在密切相关，同时，含氧官能团与部分热解产物之间存在对应关系，研究含氧官能团含量对褐煤水分回吸性及热解反应性的影响对控制褐煤水分回吸，降低褐煤水分含量及褐煤后续的热解加工有非常重要的意义。
　　 本文对元宝山褐煤进行低温热解与水热处理，用化学滴定法测定不同条件处理后煤中含氧官能团的含量，考察褐煤水分回吸性能的变化情况;以30％（质量分数）双氧水(H2O2)为氧化剂，对不同温度下的低温热解煤样进行氧化处理以改变其中的含氧官能团含量，考察含氧官能团含量的变化对煤样水分回吸性能的影响;采用热重分析考察含氧官能团含量的变化对煤样热解反应性的影响。研究结果主要如下:
　　 1.低温热解煤中含氧官能团含量随温度的升高在不断减少，平衡吸水率随含氧官能团含量的减少而下降，元宝山褐煤在热解温度为400℃时，平衡吸水率由原煤的21.5％下降到最低为5.86％。
　　 2.低温热解煤通过双氧水氧化后，煤样中的含氧官能团含量有不同程度的增加，含氧官能团含量的增加带来了平衡吸水率的升高，且含氧官能团含量越大，平衡吸水率越高，反之含氧官能团含量越小，平衡吸水率也就越低，二者之间存在正相关关系。
　　 3.水热处理后煤样的平衡吸水率也随着含氧官能团含量的减少而下降，350℃时，平衡吸水率最小为11.5％，与同温度下的低温热解煤样对比发现，低温热解在脱除含氧官能团、减弱褐煤水分回吸性方面更有优势。
　　 4.煤样在低温阶段(120℃～600℃)的热解反应性对含氧官能团含量的变化有较好的响应性，含氧官能团含量增加会提高煤样在低温阶段的热解反应性，反之，含氧官能团含量减少，煤样在低温阶段的反应性降低。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 褐煤中水分的存在形态

1．3 煤中含氧官能团的研究现状

1．3．1 含氧官能团在煤中的存在形态

1．3．2 煤中含氧官能团的一般研究方法

1．3．3 含氧官能团含量对煤性质影响研究概况

1．4 褐煤提质的研究现状

1．4．1 非蒸发脱水提质

1．4．2 低温热解提质

1．5 主要研究内容

第二章 实验仪器与测试方法

2．1 煤样选取

2．2 高压反应釜

2．3 热重分析仪

2．4 含氧官能团含量的测定

2．5 傅立叶红外光谱实验

2．6 水体系中Zeta电位的测定

2．7 吸水率的测定

第三章 褐煤低温热解后含氧官能团含量及水分回吸性

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 低温热解

3．2．2 双氧水氧化

3．3 结果与讨论

3．3．1 低温热解煤含氧官能团的含量

3．3．2 低温热解煤的吸水率

3．3．3 低温热解煤平衡吸水率与含氧官能团含量的关系

3．3．4 双氧水氧化后含氧官能团的含量

3．3．5 氧化前后煤的FTIR谱图

3．3．6 氧化前后煤的吸水率

3．3．7 含氧官能团含量与Zeta电位的关系

3．4 本章小结

第四章 褐煤水热处理后含氧官能团含量及水分回吸性

4．1 引言

4．2 实验部分

4．3 结果与讨论

4．3．1 水热处理煤含氧官能团的含量

4．3．2 水热处理煤的吸水率

4．3．3 水热处理煤平衡吸水率与含氧官能团含量的关系

4．3．4 恒温时间对水热处理煤含氧官能团含量的影响

4．3．5 恒温时间对水热处理煤吸水率的影响

4．3．6 低温热解与水热处理的对比

4．4 本章小结

第五章 含氧官能团含量对褐煤热解反应性的影响

5．1 引言

5．2 实验部分

5．3 结果与讨论

5．3．1 氧化前后煤的热解反应性

5．3．2 不同温度水热处理煤的热解反应性

5．3．3 不同恒温时间水热处理煤的热解反应性

5．3．4 低温热解煤与水热处理煤的热解反应性比较

5．4 本章小结

第六章 结论与建议

6．1 结论

6．2 论文的不足与工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文