全煤阶煤的正己烷分次萃取及萃取物分析.pdf

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1、第33卷第2期煤炭转化Vo1．33NO．22O1O年4月C0ALCONVERSIONApr．2010全煤阶煤的正己烷分次萃取及萃取物分析李兴顺”秦志宏张丽英陈娟李保民。蒋玢)摘要为探索煤中小分子化合物在整个煤阶中的赋存方式及溶出规律，采用正己烷溶剂对年轻褐煤至无烟煤八种煤样进行分次萃取，分析了一定时间段内各煤样萃取率的变化规律，并对各次萃取物进行GC分析．结果表明，煤中小分子化合物的三种赋存形态即游离态、微孔嵌入态及网络嵌入态，在整个煤阶中具有普遍规律性；不同煤阶煤的累积萃取率与累计萃取时间均服从对数函数关

2、系；分次萃取率及总萃取率与碳含量均呈现“椅子”形曲线关系；正己烷可溶小分子化合物中的Ⅱ型分子最容易析出，I型分子次之，Ⅲ型分子最难溶出，且I型分子仅在烟煤中才有显现；煤的变质过程基本符合煤的三大变质反应过程即芳构化反应过程、裂解碎化加氢稳定反应过程和缩合反应过程的观点．关键词萃取，系列煤，小分子化合物中图分类号TQ53O，爆发性等特点．但其只是对部分煤样作了研究，并没0引言有对整个煤阶煤进行分析．本实验采用年轻褐煤至无烟煤一系列煤样进行研究，探索小分子化合物在煤中小分子化合物是煤的重要组成部分，对煤整个煤阶

3、中的赋存方式及溶出特性．的性质(黏结性和结焦性等)有着重要影响1】]，在利1实验部分用过程中所排放的污染物中有一部分是由小分子化合物所导致的_2]，因此研究煤中小分子化合物对煤1．1仪器与试剂炭的高效合理利用有着重要意义．准确认识煤的结构是煤科学中最根本的问题，国内外学者对煤结构主要仪器：常用标准玻璃仪器；改良的索式萃取的研究众多口]，但在煤结构模型中，对小分子化合物器；KDM型控温电热套；R一205型旋转蒸发器；的赋存方式均未明确提及．多年来国内外对小分子101一OAS鼓风干燥箱；AdventurerTM

4、精密电子化合物的研究主要集中在小分子的组成和性质等方分析天平；Agilent6890型气相色谱仪．实验采用正面，对小分子在煤中的赋存方式及溶出特性等方面己烷作为萃取剂，正己烷为市售分析纯，采用旋转蒸的研究相对较少．因此准确地了解小分子化合物在发器重新蒸馏后使用．煤中的赋存方式对煤炭的高效洁净利用、环境污染1．2煤样控制和煤结构模型的完善具有一定的理论指导意义．张玉贵等]根据煤中水分的存在方式提出小分实验选用年轻褐煤(采自云南寻甸)、长焰煤(采子在煤中具有三种形态：游离态、吸附态和共溶态，自山东梁家)、不黏煤

5、(采自甘肃窑街)、气煤(采自徐但这只是一种猜测，缺乏实验依据．近几年，秦志宏州夹河)、肥煤(采自山西辛置)、焦煤(采自山西介等就煤中小分子化合物的赋存方式及溶出特性休)、瘦煤(采自山西长治)和无烟煤(采自内蒙古太等方面作了大量研究，推断出小分子化合物在煤中西)八种煤样作为本实验的研究用煤，破碎至200目有三种赋存方式：游离态、微孔嵌入态和网络嵌入以下，置于充氮的干燥器中保存备用．煤样的工业分态；小分子化合物的溶出具有阶段性、时序性和某些析及元素分析结果见第6页表1．*国家自然科学基金资助项目(5047406

6、6，50874108)、教育部科学技术研究重点项目(107055)、江苏省自然科学基金资助项目(BK2007038)和煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室开放基金资助项目(CPEUKF06—03，CPEUKF08～06)．1)硕士生；2)教授、博士生导师；3)博士、副教授；4)实验师，中国矿业大学化工学院，煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室，221116江苏徐州收稿日期：200912-09；修回日期：2010—0l_116煤炭转化襄1煤样的工业分析元素分析(％’)按下式计算．Table1Proxima

7、teandultimateanalysisofcoals(”)E=丽ProximateanalysisUltimateanalysis．dafCoal。p■葡==-■——，r1一1Younglignite16．0413．0281．8318．1762．428．0428．220．960．36Z一×(一∑X)+∑X=1=1Longflamecoal9．O025．2759．9440．0668．577．0922．221．410．71w一∑(x+Y)96、8口暑§击i=1Non—cakingeoal1．4350．624

8、5．4754．5375．656．0115．652．200．49GaseoaI1．389．O037．8962．I183．295．669．820．720．51式中：E为累积萃取率，％；为累积萃取物重，g；Fatcoal0．729．6032．0767．9386．065．287．510．550．60w为原煤重，g；A为原煤分析基水分，；为原Cokingcoal0．749．9123．4776．5388．615．053．88