胜利褐煤结构热演变历程及自燃倾向性的研究

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20151100131硕士学位论文学生类别：全日制学术型硕士研究生学科名称：化学工程与技术论文题目：胜利褐煤结构热演变历程及自燃倾向性的研究英文题目：Studyonstructuralthermalevolutionandspontaneouscombustiontendencyofshenglilignite学生姓名：常吉松导师姓名：智科端副教授二○一八年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要以内蒙古自治区的胜利褐煤为基础研究对象，惰气气氛下制得不同温度的热解煤焦，采用固定床燃烧装置对其进行程序升温、梯度等温燃烧实

2、验。脉冲吸附法测定样品的氧吸附能力，通过XRD、Raman、XPS、FT-IR等表征手段考察样品结构变化，揭示了胜利褐煤在热解过程中结构热演变历程及自燃倾向的变化。胜利褐煤热解过程中伴随着结构的热演变，随热解温度的升高，煤样结构中的脂肪侧链及含氧官能团逐渐脱除，500-700℃热解温区煤焦结构主要以分子间缩聚为主；当热解温度高于700℃，煤焦D峰与G峰半峰宽迅速减小，fa明显增大，表明煤焦石墨化程度明显加快。煤焦的氧吸附量随热处理温度的升高呈现先增大后减小的趋势，SL-600J氧吸附量最大。煤焦的燃烧反应性随热处理温度的升高而降低，胜利褐煤在300-50

3、0℃的热解温区时其燃烧反应变化不大，SL-600J的起始燃烧反应温度明显增高，酸洗煤焦的燃烧反应转折热解温度点为500℃。酸洗添加LiOH、NaOH、KOH以及Ca(OH)2改变了胜利褐煤的燃烧反应性能。为防止胜利褐煤自燃，其热解提质温度在600℃时效果最佳，酸洗煤样的热解提质的最佳温度为500℃。煤样中的固有矿物质对煤焦结构的热演变进程以及燃烧性能具有显著影响，一方面表现在矿物质的存在延缓了热处理过程中煤样石墨化进程，另一方面矿物质的存在改变了煤样的燃烧反应性能。氢氧化钠的添加延缓了煤焦的石墨化进程并显著提高了其燃烧反应性。关键词：胜利褐煤；结构热演变

4、；自燃倾向；燃烧；热解I内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractShengliligniteofInnerMongoliaAutonomousRegionwastreatedasresearchobjectinthisthesis.Thecharsweremadeatdifferenttemperatureunderinertgasatmosphere.Programmedtemperatureandgradientisothermalcombustionexperimentswerecarriedoutwithfixedbedcombustionde

5、vice.Theoxygenadsorptioncapacityofcoalsampleswasmeasuredbypulseadsorption.ThestructuresofcoalsampleswerecharacterizedbyXRD,Raman,XPSandFT-IRtorevealthestructuralthermalevolutioninpyrolysisprocessandspontaneouscombustiontendencyofShenglilignite.InthepyrolysisprocessofShenglilignit

6、e,structuralthermalevolutionwasaccompanied.Withrisingpyrolysistemperature,fatsidechainsandoxygenfunctionalgroupsincoalstructureweregraduallyremoved.Thestructureofcoalwasmainlyintermolecularcondensationinpyrolysisrangeof500-700℃.Whenpyrolysistemperatureexceeded700℃,thehalfpeakwidt

7、hofGandDpeakdecreasedrapidlyandfaincreasedobviously,whichindicatedthegraphitizationdegreeofcharacceleratedsignificantly.Theadsorptioncapacityofcharsincreasedfirstlyandthendecreasedwiththeincreaseofpyrolysistemperature,SL-600Jwasthelargestone.Combustionreactivitydecreasedwiththete

8、mperaturewentup.Thecombustionreactionin3