铁、钙、铝对胜利褐煤结构热演变及自燃倾向的影响

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20151800083硕士学位论文学生类别：全日制专业型硕士研究生学位类别：工程硕士领域名称：化学工程论文题目：铁、钙、铝对胜利褐煤结构热演变及自燃倾向的影响英文题目：EffectofFe、Ca、Alonstructuralthermalevolutionandspontaneouscombustiontendencyofshenglilignite学生姓名：刘颖波校内导师：智科端副教授校外导师：张维高工二○一八年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要以胜利褐煤为研究对象，探究Fe、Ca、Al

2、对胜利褐煤结构热演变及自燃倾向的影响。首先在不同温度及惰气气氛下热解制备实验煤样，使之发生结构热演变，然后通过程序升温及梯度等温在固定床反应器中进行煤/焦的燃烧性能实验，利用FT-IR、Raman、XRD等表征方法，确定了煤/焦结构的变化和自燃倾向。添加铁元素的煤/焦实验结果表明：炼焦温度在室温至400°C内，Fe能够显著增加胜利褐煤/焦的燃烧性能，这个温区内铁对煤样的结构并无明显影响；炼焦温度在400°C-700°C范围内，煤中的含氧官能团随着炼焦温度的升高而逐渐减少，煤焦的主体结构由低聚类结构向高聚类结构演变；炼焦温度在700

3、°C-900°C范围内，煤焦由高聚类结构逐渐向碳微晶结构演变，煤焦的石墨化程度迅速增大，FT-IR显示700°C时煤中苯环C=C骨架振动吸收峰明显减弱，苯环骨架已经大量破碎。Fe不仅能够增加胜利褐煤低温焦的自燃倾向而且能够增加胜利褐煤高温焦的自燃倾向。添加钙元素的煤/焦的实验结果表明：炼焦温度在室温至400°C范围内，Ca能够增加胜利褐煤/焦中高聚类结构的燃烧性能；炼焦温度在400°C-700°C范围内，煤中的低聚类结构逐渐向高聚类结构演变，FT-IR显示在这一温区内煤样红外波普振动吸收峰的个数逐渐减少；炼焦温度在700°C-90

4、0°C范围内，高聚类结构朝着碳微晶结构演变，但Ca能够减缓胜利褐煤高温焦的石墨化进程，抑制高聚类结构向碳+微晶结构演变，梯度等温实验结果显示SL-Ca-900中仍有大约50%的高聚类结构物质。Ca能够明显增加胜利褐煤高温焦的自燃倾向。添加铝元素的煤/焦的实验结果表明：炼焦温度在室温至400°C内，Al能够降低胜利褐煤/焦的燃烧性能；炼焦温度在400°C-700°C范围内，煤焦的主体结构由低聚类结构向高聚类结构演变；炼焦温度在700°C-900°C范围内，煤焦的主体结构由高聚类结构朝着碳微晶结构演变。Al能够降低胜利褐煤低温焦的自燃

5、倾向，增加胜利褐煤高温焦的自燃倾向。关键词：胜利褐煤；结构热演变；自燃；Fe；Ca；AlI内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractTakingShengliligniteastheresearchobject,theeffectsofFe,CaandAlonthethermalevolutionandspontaneouscombustiontendencyofShenglilignitestructurewereinvestigated.Firstly,theexperimentalcoalsampleswerepyrolyz

6、edatdifferenttemperaturesandinertgasatmospherestomakestructuralthermalevolution.Then,thecombustionperformanceexperimentsofcoal/cokewerecarriedoutinafixed-bedreactorbytemperature-programmedandisothermalgradientisothermalexperiments.UsingFT-IR,Raman,XRDandothercharacter

7、izationmethodstodeterminethecoal/cokestructurechangesandspontaneouscombustiontendency.FortheFe-containingcoal/coke:Thecokingtemperaturerangesfromroomtemperatureto400°C.FecansignificantlyincreasethecombustionperformanceofShenglilignite,andthestructureofthecharnosignifi

8、cantchangeshavebeenmade;Thecokingtemperaturerangedfrom400°Cto700°C,andvariousoxygen-containingfunctionalgroupsincoalgraduall