无烟煤的溶胀行为及对其电解液化的影响

摘要

本文系统地研究了无烟煤的溶胀行为,及其对无烟煤电催化加氢液化的促进效果.研究结果表明,作为高阶煤的无烟煤,其溶胀行为和低阶煤(褐煤)不同,非极性溶剂的溶胀效果优于极性溶剂.在所研究的多种有机溶胀剂中,苯对无烟煤的溶胀效果最佳,60℃下溶胀度可达4.01.研究发现,在溶胀过程中溶胀剂分子在煤大分子网络结构中的渗入可使无烟煤体积膨胀,促进煤结构疏松化以及使煤颗粒变小;同时溶胀剂分子与煤大分子的相互作用力可以破坏原煤中的部分化学键结构并产生小分子物种,进一步削弱了煤大分子的网络结构,促进煤的溶胀度提高.研究还表明,引入溶胀促进剂Fe(NO3)3可与有机溶胀剂产生协同溶胀作用从而进一步促进煤的溶胀,提高煤的溶胀度.对于无烟煤的溶胀处理,有利于其电催化加氢液化反应的活性,大大提高了无烟煤的电解液化率,使其电解液化率由原煤的32.04%提高到63.19%.