胜利（提质）褐煤氧化性能与微结构研究

摘要

改革开放三十年，优质煤资源的大量使用带来中国经济的突飞猛进。现在，优质煤炭资源日趋减少，而储量丰富的低阶煤成为热点。如何高效清洁利用褐煤成为研究的重点。褐煤含水高，不利于对其直接利用，所以在使用之前需要对其进行干燥提质处理。但是提质后的褐煤在运输及存储过程中，易发生氧化自燃引起危害。本文以胜利褐煤为研究对象，在固定床反应器上对其进行特定停留时间的氧化试验，并利用工业分析、红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱等方法对煤样进行表征，考察氧化对褐煤微结构的影响，探索褐煤原煤及其预处理煤样氧化行为，从而进一步丰富氧化理论，为褐煤高效、安全利用提供理论依据。
　　通过对胜利褐煤原煤、其酸洗煤以及酸洗掺杂Fe3+煤样的特定停留时间氧化试验，获得有机质转化率结果。结果表明，酸洗煤有机质转化率小于原煤和酸洗掺杂Fe3+煤样，而原煤与酸洗掺杂Fe3+煤样结果相近。酸洗掺杂Fe3+煤样的氧化性能近似褐煤原煤而大于酸洗煤样。矿物质的存在提升了褐煤的氧化性能。
　　通过工业分析、红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱等方法对煤样进行表征，发现试验煤样随着氧化时间的延长，表面结构不断变化。褐煤含有较多的酚羟基、醇羟基、脂肪烃等活性基团，氧化后脂肪族C-H组分减少，长链断裂形成小结构，增加了缺陷位，而含氧基团，如 C=O键有所增加，醇羟基、酚羟基氧化成羧酸，也使得COOH基团有所增加，而芳环及醚键由于高稳定性不易被氧化。

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第一章文献综述

1 .1研究背景

1 .2中国煤炭资源概述

1 .3煤的氧化概述

1 .4褐煤氧化微结构的研究技术

1 .5选题依据与研究内容

第二章实验部分

2 .1主要试剂及实验仪器

2 .2煤样的选取与制备

2 .3实验装置及实验过程

2 .4煤样的表征方法

第三章氧化作用对原煤微结构的影响

3 . 1三种煤样的TG-DTG

3 .2煤样的有机质转化率

3.3 X射线衍射（XRD)

3 . 4红外光谱（FT-IR)

3 .5拉曼光谱（Raman)

3.6 X射线光电子能谱（XPS)

3 .7小结

第四章氧化作用对酸洗煤的微结构影响

4 .1酸洗煤样的有机质转化率

4.2 X射线衍射（XRD)

4 . 3红外光谱(FT-IR)

4 .4拉曼光谱（Raman)

4.5 X射线光电子能谱（XPS)

4 .6小结

第五章氧化作用对掺杂三价铁离子煤样的微结构影响

5 .1煤样有机质转化率

5.2 X射线衍射（XRD)

5 . 3红外光谱（FT-IR)

5 .4拉曼光谱

5.5 X射线光电子能谱（XPS)

5.6光学显微、SEM和能谱

5 .7小结

结论

参考文献

致谢