荣令坤
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印万忠
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初茉
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张金山
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白春华
稀土
运用红外光谱仪,对原煤及其400℃、550 ℃和750℃半焦和La2O3影响下上述3个温度下热解半焦进行了测定,并采用peakfit软件对光谱中3000 cm-1～2800 cm-1区域和900 cm-1～700 cm-1区域进行了分峰解叠处理,研究了煤炭脂肪结构、芳香结构随热解温度的变化规律和热解过程中La2O3对煤炭脂肪性与芳香性的影响.结果表明:脂肪结构中CH2/CH3比值随热解温度升高先大幅降低后逐渐升高,而La2O3影响下半焦的CH2/CH3比值在400℃较高,550℃和750℃较低,这些现象均与La2O3能催化一次裂解挥发分的二次裂解有关;热解使煤炭苯环单取代形式消失,6种半焦均存在苯环邻位、间位和对位二取代三种异构体,而La2O3影响下半焦苯环二取代三种异构体组成比例在三个温度下均变化较大,说明La2O3选择性的影响了煤基本结构单元中桥键的断裂或交联反应;红外光谱中AaroH/AaliCH比值与通过Hal/H计算得到的芳碳率fa具有极好的线性相关性,并且可通过AaroCH/AaliCH比值估算煤的芳香化程度.
关键词:
煤
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FT-IR
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热解
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芳香性
,
煤结构
荣令坤
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印万忠
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初茉
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张金山
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白春华
稀土
doi:10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201504001
运用热重分析仪,进行了稀土氧化物和无机矿物质在低阶煤热解过程中的影响研究,利用差减法扣除混合物(添加物+去矿物质煤)TG曲线中添加物本身的TG信号,获得添加物影响下煤中有机质热解失重的真实TG信号.采用热解特征指数P对添加物对煤热解活性的影响做了综合评价,提出用催化强度指数S曲线来表征添加物对煤热解活性的影响随热解温度的变化规律,结果表明,从整个热解过程来看,无机矿物和CeO2能催化煤的热解,而La2O3抑制煤的热解.在200℃～794℃,无机矿物和CeO2均能催化煤的热解,且无机矿物的催化活性较大,能在较宽温度范围使催化强度指数S大于0.005％/℃;两者分别在448℃和460℃催化强度最大,和两者作用下煤有机质热解失重速率峰值温度基本相同.La2O3在煤的热解过程中基本表现为阻止作用.采用Coals-Redfern法进行了煤热解动力学计算,结果表明:煤的热解可由三段二级反应过程描述,添加无机矿物和CeO2的煤样较去矿物质煤样在各温度区间活化能都低,La2O3的加入使活化能升高.
关键词:
稀土
,
热解特征指数
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催化强度指数
,
热重分析
