低阶烟煤中显微组分含量与CO扩散量的关系

从煤显微组分方面对不同煤化程度的22种煤样进行了CO的扩散试验及煤显微组分的鉴定。通过分析试验可知,中低变质程度的烟煤中镜质组含量相对惰质组含量较高;对数据进行关联分析发现CO扩散量与煤中镜质组含量成正比关系,与惰质组含量成二次曲线关系。从惰质组与镜质组之比对CO扩散量的影响分析可得出,惰质组对CO的扩散的影响大于镜质组对CO的影响,并用QM(Quantum Mechanics)软件对试验数据进行了分析处理,为进一步研究CO在煤层中的扩散机理提供了理论基础。     

惰质组与镜质组对煤吸附CO性能的影响

针对许多中、低变质程度的煤层出现CO长期超标，但未出现自然发火的现象，对24种不同变质程度的煤样进行了CO等温(30 ℃)吸附实验以及煤岩显微组分分析.研究表明：煤的镜质组含量、惰质组含量对CO吸附量影响较大，且对于中、低变质程度的煤，惰质组对煤吸附CO的影响大于镜质组对CO吸附的影响.利用Mathematic软件对实验数据进行分析处理，得出在不同压力下，惰质组含量与吸附量之间的数学模型.     

陕北侏罗纪煤不同显微组分的分子结构特征

为查明陕北侏罗纪煤镜质组与惰质组大分子结构特征及差异,运用X射线衍射分析（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）对煤的大分子结构、芳香烃、脂肪烃以及含氧官能团等进行表征,计算了原煤及不同煤岩组分分离物中红外光谱结构参数。结果表明,富镜煤的XRD谱图不对称性高于富惰煤,富惰煤芳香层片面网间距d002小于富镜煤;富惰煤的芳香度、La和Lc均大于富镜煤与原煤,前者芳香层片堆叠的有序程度及芳香环的缩合程度较大;富镜煤中苯环四取代含量最高,表明其缩合程度高并含有较多的支链;各煤样脂肪结构均以亚甲基为主,且具有较多的烷基侧链,而富惰煤中亚甲基含量相对较少,归因于脂族结构断裂程度不同;富惰煤呈现富碳、贫氢、少氧,高芳碳率、芳香度、缩合程度和成熟度,含有较多的C=O结构,生烃潜力较富镜煤弱。研究为煤炭清洁高效利用提供了科学依据。     

山西沁水盆地寺河煤矿煤微晶结构及化学组成特征分析

煤结构与煤的反应性、煤成烃特性及其他性质密切相关,掌握煤的组成结构是合理利用煤的前提。在充分分析寺河煤矿煤煤岩煤质的基础上,利用X射线衍射光谱技术(XRD)和傅里叶转换红外光谱技术(FT-IR)对该煤矿煤的微晶结构以及化学组成特征进行深入分析。研究结果表明:寺河煤矿3号煤层的2个典型煤样最大镜质体反射率分别为2. 44%和2. 87%,属于低灰、特低硫、低挥发分的无烟煤;煤有机显微组分以镜质组和惰质组为主,其中镜质组含量达到70%以上;无机显微组分中主要以黏土类和硫化物类矿物形式存在。2个煤样的XRD测试结果显示煤样层间距(d_(002))分别为3. 496?和3. 533?,堆砌度(L_c)分别为19. 521?和19. 610?,延展度(L_a)分别为22. 273?和23. 011?,芳香层数分别为5. 584和和5. 551,显示煤中芳环堆叠度和延展度高,微晶结构较好; FT-IR测试结果显示煤样的红外光谱参数I_1分别为0. 80和1. 50,I_2分别为0. 32和0. 82,I_3分别为0. 32和0. 15,表明煤中芳香环化程度很高,煤样已达到高变质阶段。     

低煤阶煤的煤岩成分液化性能及实验研究

以西北侏罗纪煤中的镜煤和丝炭为研究对象,液化实验结果表明：同一变质程度的镜煤的液化转化率（9067%）、油产率（5888%）均高于丝炭;而不同变质程度的镜煤和丝炭,因其结构和性质的差异,随变质程度的增高,液化性能整体呈降低趋势。镜质组和惰质组分别作为镜煤和丝炭的主要物源,形成于截然不同的泥炭沼泽环境,致使结构和性质差异大。显微组分特征、红外光谱和分子结构模型分析表明：镜煤中活性组分含量高,H含量和脂肪氢含量高,大分子结构模型中21个单芳环,具有芳香性的吡咯环2个;丝炭中活性组分含量低于镜煤,含氧官能团多,碳含量和芳香氢含量高,大分子结构模型中14个单芳环、6个双芳环、1个三芳环,具有芳香性的吡咯环2个。     

天安煤业十矿受岩浆侵入影响煤的显微组分热解特征

在显微组分分离的基础上,通过对天安煤业十矿受岩浆侵入影响煤的显微组分热解特征进行研究表明,与低变质程度煤的显微组分相比,PDS-20-42煤样和PDS-20-49煤样在第二和第三阶段的热解温度上升.PDS-20-42煤样采样点的镜质组热解率最高,惰质组热解率最低;PDS-20-49煤样采样点的惰质组热解率最高,镜质组热...     

大柳塔煤及显微组分在不同气氛下的热解行为

煤热解与甲烷二氧化碳重整耦合(CP-CRM)过程是提高焦油产率的重要方法之一。煤的显微组分组成是影响煤热解反应过程的因素之一,N2气氛下的显微组分热解过程已有较为深入的研究,但显微组分在CP-CRM过程中的热解行为规律尚待研究。通过固定床实验探讨不同反应温度和气氛对显微组分热解产物分布规律的影响,对比研究了甲烷二氧化碳重整(CRM)与N2气氛下大柳塔原煤及显微组分热解特性的差异。通过模拟蒸馏、核磁共振和GC-MS等表征方法对焦油进行分析,认识显微组分结构对热解焦油组成的影响。结果表明,在N2气氛下,镜质组和惰质组展现出不同的反应特性,镜质组热解焦油产率明显高于惰质组,主要归结于显微组分结构的差异导致的反应性不同。CRM气氛能显著提高热解焦油的产率,尤其对惰质组的作用效果最明显,使惰质组的焦油产率相比N2气氛提高16%,主要归结于CRM过程产生的自由基参与煤热解反应。焦油组成分析表明,在N2气氛下得到的热解焦油中,镜质组具有较高比例的脂肪类物质,惰质组具有较高比例的芳香类物质;CRM气氛下焦油中单环芳香烃的比例提高,轻质组分中蒽油的相对含量提高最为显著,同时CRM气氛下惰质组产生的焦油中三环、四环芳香烃的比例明显下降。     

不同变质程度煤吸附能力影响因素研究

为研究不同变质程度煤吸附能力的主控因素,通过显微组分分析、压汞试验、液氮试验以及等温吸附试验,分析了不同煤阶煤吸附能力差异。结果表明,研究区中煤的镜质组反射率R_o=0.44%~3.20%,兰氏体积为9.11~30.24 m~3/t,且随煤阶的增高逐渐增大;孔隙度、BET比表面积、微孔体积随煤阶的增高呈现高-低-高的变化规律,在R_o=1.9%左右时达到最小值,其影响着煤储层的吸附空间,但并不能主导煤储层吸附能力的变化;孔隙形态方面,墨水瓶孔对储层吸附能力控制较强;显微组分方面,镜质组含量在中低煤变质阶段对煤储层吸附能力起一定控制作用,在高变质阶段,惰质组中丝质体对储层吸附能力的控制更强。     

不同镜惰比低阶煤的结构特征及其热解行为

热解是煤液化、气化等洁净煤技术的基础，尤其是对于低阶煤的利用上。为进一步研究低阶煤的热解特征，以一系列不同镜惰比赵家庄(ZJZ)、马蹄罕(MTH)、豆塔(DT)煤(V/I分别为0.1、0.76、1.76)为研究对象，采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)与X射线衍射(XRD)技术分析样品的化学结构；通过热重-质谱(TG-MS)联用技术，检查了样品在30～900℃的热解过程及其气体逸出行为。结果表明：不同镜惰比低阶煤中的化学结构含量有较大差异，与富惰质组ZJZ煤相比，富镜质组煤有着相对丰富的脂肪族结构，长脂肪侧链，以及含氧官能团，尤其DT煤中含有丰富的C—O。相应的芳香结构含量随着镜惰比增加而减少。同时，随着煤中镜惰比增加，芳香层片间距d002、横向延展度与纵向堆砌高度之比(La/Lc)增大，芳香层堆砌高度Lc、芳香层尺寸La以及堆砌层数N减小。DT、MTH、ZJZ煤在热解中失重量依次为36.4%、32.2%、28.9%，随着镜惰比降低，最终热解气态产物产率以及最大热解速率相应降低。在热解过程中有H₂、H₂O、CH₄、CO、C...     

基于原子力显微镜观测的煤中显微组分微观形貌与孔隙结构

煤炭既是重要的能源资源，也是潜在的材料原料。作为能源时，煤的物理结构在其综合利用及转化中有不可忽视的作用，如煤中孔隙结构对煤层气的储存、吸附、运移、解吸等有关键性作用。作为材料原料时，能为高精尖产业提供优质原料来源，如煤基石墨、煤基石墨烯等。显微组分是煤的主要成分，对煤的属性及其应用贡献巨大。以榆横矿区小纪汗煤矿2号煤层样品（XJH）为研究对象，对煤中显微组分开展原子力显微镜（AFM）观测，分析镜质组、半丝质体和丝质体的微观形貌和孔隙结构特征，为该区煤的清洁高效利用夯实基础。结果显示，XJH煤显微组分的微观形貌以粒状结构为主，表面颗粒呈不同规则程度圆形或椭圆形随机分布；镜质组表面颗粒的功率谱密度分形维数Ds最大，颗粒空间充填能力和高低起伏程度大，随机性强，微观结构较复杂。半丝质体次之。丝质体Ds最小，颗粒分布较疏散，起伏程度较缓，微观结构较镜质组和半丝质体简单。孔隙结构方面，镜质组孔隙平均孔径和面积最小，但孔隙数量最多，且贡献主要来自孔径<2 nm的微孔，镜质组孔隙结构更利于煤层气的吸附和储存；惰质组平均孔径和面积大于镜质组，但孔隙数量更少，这是惰质组中孔径2～50 nm的介孔数...     

Petrographic characterization and evolution of the Karharbari coals,Talcher Coalfield,Orissa, India

In the present study an attempt has been made to carry out the detailed petrographic characterization of the Karharbari coals of Talcher coalfield and to reconstruct the paleoenvironment conditions of coal formation using macerals and microlithtotypes as a tool. For these purposes a large number of samples were collected following the pillar sampling method and were subjected to detailed petrographic study. The petrographic observation shows that these coals are vitrinite rich followed by the liptinite and inertinite group of macerals. On microlithotype scale, these coals shows the dominance of the vitrite followed by clarite, vitrinertite and inertite. The concentration of liptite, clarodurite, duroclarite and vitrinertoliptite are insignificant. The vitrinite reflectance ranks the Karharbari coal as high volatile bituminous ‘C’ to high volatile ‘B’ bituminous. Coal petrography based depositional models suggest peat accumulation in forested telmatic swamp. Moreover, during the time of their evolution, there were alternate phases of oxic and anoxic moor conditions with good tissue preservation.

     

侏罗纪烟煤煤岩组分分离富集的研究进展

侏罗纪烟煤是一种理想的动力用煤和化工原料,但由于其惰质组含量高（多数>35%）,严重制约了侏罗纪煤的转化利用效率,并且由此产生严重的资源浪费和环境污染。煤炭精细加工与分质转化是提高侏罗纪烟煤转化效率与产品质量、减少废渣与二氧化碳排放的重要举措。针对该煤精细加工（煤岩组分分离富集）中存在的问题,从煤岩组分的表面结构和性质、选择性解离、常规分离富集方法等方面综述了近年的研究进展,分析了主要煤岩组分之间的表面结构和性质差异、最佳解离粒度的选择、常规分离富集方法的局限性,指出了基于油泡表面性质调控的油泡浮选方法可能成为煤岩组分高效分离富集的新方法。      

AlCl3对煤岩组分浮选分离的影响

为揭示浮选分离过程中煤岩组分的可浮性差异及其与药剂的相互作用机制,研究了AlCl3对煤岩组分浮选分离的影响,探讨了AlCl3添加量对分离效果的影响,通过表面润湿性、表面Zeta电位、沉降性能等的测试,揭示了AlCl3对镜质组和惰质组在浮选分离过程中的作用机制。结果表明,当AlCl3添加量为200 mg/L时,浮选分离效果较好,浮物镜质组含量可达82.68%,沉物惰质组含量达到64.55%;AlCl3可增大镜质组和惰质组表面润湿性差异,且两组分表面Zeta电位到达零电点时,所对应的AlCl3添加量不同,当AlCl3用量介于两者之间时,浮选效果较好;AlCl3扩大了镜质组和惰质组的沉降速率和可浮性差异。     

斜沟煤矿13~#煤镜质组最大反射率和显微组分测定

阐述了镜质组最大反射率和显微组分测定的原理,详细介绍了测试需要的仪器、使用材料、样品制备过程及测定条件。研究认为,13#煤属气-肥煤,测定了不同层位镜质组最大反射率和显微组分,得出不同层位镜质组、惰质组、壳质组和矿物成分含量,推测认为回采过程中可能有H2S等有害气体并有自然发火危险,建议加强煤层注水和防灭火等工作。     

树皮残植煤显微组分分离及高分辨透射电镜图像分子结构

对江西乐平矿区的树皮残植煤采取密度梯度离心方法进行显微组分分离,在-200目破碎的条件下经过分析性预分离实验绘制了树皮煤中各显微组分的密度分布特征曲线,该曲线显示树皮煤中的壳质组和镜质组密度分布呈尖峰分布特征,进行特定显微组分分离效果较好。经过特定密度梯度离心法分离实验,树皮体和镜质体含量高达98.6%以上。分离后的样品经过高分辨透射电子显微镜技术和图像分析显示出该两种显微组分在化学结构上存在明显的差异：首先树皮体的晶格条纹数量明显高于镜质体,而且树皮体中所包含的晶格条纹呈现出更加无序和密集的特点;其次镜质体和树皮体所包含条纹种类各自所占的比例较为接近,均以低环数的芳香层片为主,所不同的是镜质体的1×1（萘）含量明显高于树皮体,但是其3×3的芳香层片明显低于树皮体。中-高环数的芳香层片虽然含量都不高,但树皮体所包含的此类芳香层片同样明显低于镜质体。     

蒙东后侏罗纪褐煤煤岩组分表面形态及官能团分析

应用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱研究蒙东后侏罗纪褐煤腐植组和惰质组的表面形态及主要官能团。结果表明,腐植组颗粒表面整体较为均匀,周围有许多离散的粉末,主要为黏土矿物。惰质组表面粗糙不平,部分具有植物纤维状结构,主要含有黏土矿物和硅酸盐矿物。腐植组和惰质组C原子的四种存在状态大致相同,然而相对含量存在较大差异。腐植组中C-C/C-H的含量比惰质组低,而酚碳或醚碳(C-O)的含量比惰质组要高得多,说明蒙东后侏罗纪褐煤腐植组的芳香度比惰质组的高。惰质组中羧基(O=C-O)和羰基 (C=O)含量都高于腐植组。两种显微组分中氧的赋存状态主要以是酚羟基氧和醚氧键氧的形式存在,无机氧和吸附氧的含量均较少。惰质组中硫含量较少可忽略不计,脂肪族硫是腐植组中硫的主要存在形态,噻吩型硫含量极少。以上研究结果有助于充分认识蒙东后侏罗纪褐煤显微组分结构和性质差异,为煤岩显微组分浮选分离提供依据。     

微波辅助磨矿对煤岩组分解离的影响

在自制的微波搅拌球磨机中研究了微波与机械力联合作用对煤岩组分解离的影响,揭示了微波-机械力作用下丝炭和镜煤的破碎特征。通过浮选方法对煤岩组分解离效果进行了检验,探讨了球磨过程中微波辐射时间对煤岩组分浮选分离效果的影响。结果表明,微波辐射对丝炭的影响较镜煤显著,致使微波场中煤岩组分的破碎具有差异性和选择性;微波辐射时间为2 min时,浮选分离后镜质组和惰质组的富集率最高,分别由57.7%增至92.6%,37.6%增至57.7%。     

Study on the pyrolysis behavior of Shendong Shangwan coal and its macerals concentrate

The pyrolysis characteristics of Shendong Shangwan coal and its macerals concentrate were investigated using thermogravimetry (TG) coupled with mass spectrometry (MS). The evolved gases were analyzed online by MS spectroscopy. The results of TG/DTG (derivative thermogravimetry) show ths vitrinite concentrate has greater weight loss rate and higher volatile yield than the other two samples. More light hydrocarbons C₁-C₅ are released from the vitrinite concentrate than from the Shendong Shangwan coal and inertinite concentrated in the process of pyrolysis. Three samples have similar shape curves of evolved gases of C₂–C₅ with different intensities. When the pyrolysis temperature was lower than 418 °C, the amount of C₆H₆ evolved in the process of pyrolysis of inertinite concentrated was higher than that of raw coal and vitrinite concentrate. As the temperature rising, the production rate of C₆H₆ increased. Below 672 °C, C₆H₆ evolution rate of vitrinite concentrate was far greater than the other two samples; the main evolution temperature range of C₇H₈ was 400 °C to 700 °C for the three samples. The amount of H₂ and H₂O released first increased and then decreased with the temperature increase while more H₂ released for pyrolysis of inertinite concentrated and more H₂O released for the pyrolysis of vitrinite concentrate.