COREX系统用煤燃烧过程中含氧官能团的转变研究.pdf

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1、第42卷第11期应用化工V01．42No．112013年l1月AppliedChemicalIndustryNOV．2013COREX系统用煤燃烧过程中含氧官能团的转变研究雒文伯，崔馨，张欣欣(1．北京科技大学机械工程学院，北京100083；2中国矿业大学电力工程学院，江苏徐州221116)摘要：COREX是现有熔融还原方法中的主要工艺流程，该系统对煤质量有严格的要求。我们对系统运行中所涉及的主要煤种大同煤和兴隆庄煤燃烧行为进行深入研究。利用同步热分析仪(TG．DSC)研究高温条件下煤的热分解行为；通过电子扫描显微镜(SEM)观察了煤的微观结构，进行了岩相分析；通过傅里叶红外光谱仪

2、(Frm)和湿式化学分析法，定性及定量的研究了煤中含氧官能团，尤其是热解过程中有机含氧官能基团的组分、数量、化学结构和转化机理。全面评价煤炭的质量，为系统稳定运行选用煤种，提高块煤利用率提供了理论基础。关键词：COREX；FTIR；TG—DSC；煤质分析；有机含氧官能团中图分类号：TQ519；TB33；TK114文献标识码：A文章编号：1671—3206(2013)11—1950—031EnV01IUnJ●Onotnorgan●icoxygen[^uncti●ona●1groupsd-ur●ingcombusti0nofCOREXcoalLUOWen—bo，CUIXin，ZHANG

3、Xin—xin(1．SchoolofMechanicalEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China；2．SchoolofElectricPowerEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China)Abstract：DatongcoalandXinglongzhuangcoalareusinginCOREXmeltingreductionprocess．Comhus-tionbehaviorsofDa

4、tongcoalandXingl0ngzhuangcoalwerestudiedbysynchronousthermalanalyzer(TG—DSC)．ThemicrocosmicstructureandmaceralswereobservedbySEM．Thequalitativeandquantita—tivedeterminationsofoxygenfunctionalgroupswereresearchedbyFTIRandchemicalanalysismethods．Theevolutionofthechemicalstructureandtransformatio

5、nmechanismoforganicoxygenfunctionalgroupsduringcombustionofCOREXcoalwillbefiguredout，whichcanexpandtherangeofcoalselectionanddecreasethecoalconsumption．Keywords：COREX；FTIR；TG—DSC；coalanalysis；organicoxygenfunctionalgroups2O世纪80年代，COREX熔融还原炼铁工艺流的小分子化合物共同构成，煤中大分子由含有高取程实现工业应用。该工艺具有高炉所没有的优点：代基的芳香环

6、族以各种相对弱的脂肪桥键和醚键连取消炼焦和烧结工艺，减少对环境污染；采用非焦煤接组成。大分子和小分子上含有多种有机官能团，代替紧缺的焦炭；生产流程紧凑化，提高生产效率；在受热升温时，其结构中相应的化学键会发生断裂，采用廉价的原料直接利用矿石或矿粉炼铁。煤热解生成物主要由弱桥键和官能团断裂反应引COREX系统对煤质量有严格的要求¨。J，需要对起。因此，煤中羧基、羟基及羰基等含氧官能团转变COREX系统用煤热分解过程进行深入了解，研究不是研究煤燃烧过程和燃烧机理的关键。同煤质热分解过程及机理，研究挥发分、碳含量、灰1实验部分分等指标与结构的相关性，研究高温条件下煤的性能、微观结构，尤其

7、是升温过程中有机含氧官能团的1．1材料与仪器组分、数量、化学结构和转化机理，以全面评价煤的大同煤、兴隆庄煤(块状煤样研磨至400目以质量，从而选择适用的煤种，提高块煤的利用率。下，置于鼓风干燥箱内50qC保持12h去除水分)，煤是由大分子骨架结构与分布其中的一定数量其工业分析和元素分析见表1。收稿日期：2013-08—18修改稿日期：2013-09-23基金项目：国家自然基金项目(50934007)作者简介：雒文伯(198l一)，男，河北秦皇岛人，北京科技大学在读博士