低阶煤中氧的测定方法及对煤直接液化的影响

氧是煤中最丰富的杂原子,其含量和存在形式对煤的性质有很大影响,特别是对低阶煤的影响更为显著。低阶煤中的氧主要以酚羟基和醚键形式存在,此外还有羰基、羧基和呋喃等。介绍了低阶煤中含氧官能团的测定方法,结果发现:物理方法方便快捷,但XPS、IR等分析手段因一些峰值无法识别,降低了实用性;化学方法步骤繁琐,操作时间长且准确性较差。综述了含氧官能团对煤直接液化的影响,酚羟基在液化过程中因发生交联反应而产生负面影响;高级醚类具有高的液化特性;羧基的液化机理复杂,没有统一的意见。     

煤的超临界萃取液化特征

在半连续装置上，选用几种褐煤、烟煤及乐平煤进行了超临界水萃取液化研究。对反应活性较高的可保煤和乐平煤考察了不同溶剂、不同催化剂、不同温度段及不同压力对萃取结果的影响。对特征煤－乐平煤的萃取物进行了ＧＣ／ＦＴＩＲ和ＦＴＩＲ分析。结果表明：以甲苯为溶剂，在４００￣４３０℃时萃取率较高，ＮａＯＨ催化剂可提高萃取物中油含量。乐平煤萃取物主要是苯类、烷烃类衍生物。     

煤的溶剂热萃取研究进展

综述了近年来在煤的溶剂热萃取（不小于300℃）的研究进展。讨论了主要影响因素包括极性溶剂、酸处理、萃取时间等对热萃取率的影响。结论表明：酸处理、使用强极性溶剂有利于提高煤的热萃取产率;时间和温度是热萃取的两个重要参数,在不同程度上影响着煤的热萃取率;萃取物活性很高,并且基本无灰,是煤直接液化的极好的原料也可以作为内燃机燃料。     

低阶煤有机溶剂萃取的研究进展

鉴于煤有机溶剂萃取的迅速发展,以低温和高温热萃取作对比,对相应的萃取机理、影响因素及萃取物的应用等进行分析。结果表明:萃取温度在200℃以下的多为低温物理萃取,萃取率一般较低,所得萃取物多用于研究煤的分子结构;而温度在300~400℃的萃取多为高温溶剂萃取,所得萃取率较高,萃取过程中会伴随化学键的断裂及相应化学反应的发生,所得萃取物多用在研究配煤炼焦、劣质煤的气化液化、新型煤基材料等领域。     

煤直接液化残渣萃取技术现状及发展趋势

为实现煤液化残渣的高效利用,分析了煤直接液化残渣特性,论述了煤直接液化残渣经萃取提取高附加值有机物,如沥青和重油的研究现状,阐述了煤直接液化残渣萃取溶剂的种类、萃取工艺条件的选择以及萃取物的性能和用途等,提出了煤直接液化残渣萃取技术的发展趋势。采用合适的萃取剂和萃取条件可从液化残渣中萃取出制备沥青的原料和可作为液化循环溶剂使用的油分,萃取剂可包括各种已知的常规萃取溶剂及其混合物、离子液复合萃取剂和各种煤液化或石化馏分油,萃取出的沥青类物质可制备高级碳材料,特别是碳纤维材料,萃取出的油分可用作煤液化循环溶剂或燃料。提出未来应开发针对煤直接液化残渣的高效、低廉的新型有机溶剂萃取剂,研究多步或多级萃取工艺,实现萃取工艺的进一步优化和简化,形成萃取工艺和其他工艺,如加氢裂化工艺和加氢精制工艺结合的复合工艺。     

分析技术在煤液化油分析中的应用

利用现代化分析仪器,如色谱、质谱、核磁共振等,对煤液化油的组成和结构进行分析,可以获得比较满意的分析结果。这不仅可以指导煤液化油的合理利用,优化煤液化油提质加氢工艺,而且对煤的结构、液化机理的阐明及液化工艺条件的选择等均有重要的意义。     

煤间接液化油的毛细管色谱分析

毛细管气相色谱,由于在分辩本领、分析速度及样品量等方面优于传统的填充柱色谱,近年来发展很快。本工作用毛细管色谱法对煤间接液化油的C_3～C_(24)单体烃,进行了分离检定,为煤转化油的工作提供了快速而又可靠的检测方法。实验部分一、色谱条件:仪器:GC—9A气相色谱仪,配有C—R2AX数据处理机;氢火焰离子化检测器;OV—101玻璃毛细管柱,尺     

氢气在煤液化油中溶解度的测定

建立了一套测定高温高压下气体溶解度的实验装置,经检验准确可靠．利用此装置和平衡液相取样法,在25rC～350℃,2MPa～10MPa的温度和氢气压力范围内,测定了氢气在煤液化低温分离器油中的溶解度．结果发现,在实验测定范围内,氢气在低温分离器油中的溶解度分别随温度和氢气压力的升高而几乎都呈线性增大,温度350℃,氢气压力9．515MPa时达到最大值0．3381mol／kg;氢气溶解度和其压力关系并不严格遵守亨利定律．     

煤直接液化残渣衍生碳材料的研究进展

系统介绍了煤直接液化残渣(CLR)的基本性质,总结了CLR在制备高附加价值碳材料领域的最新研究进展,包括由CLR制备多孔碳、碳纳米管与碳纤维、含碳复合物、中间相沥青及所得碳材料在催化、电化学储能、吸波等领域中的应用,并在此基础上对CLR的未来研究方向进行了展望。     

煤的超临界流体萃取研究进展

超临界流体因其对有机物有极强的溶解性和便于分离的特点。近些年来,已经广泛应用到煤的萃取技术上。主要介绍利用这项新技术研究煤的分子结构、脱硫、制取氢气以及煤液化4个方面,并从机理、影响因素等方面重点介绍了超临界流体煤液化技术。最后对超临界流体萃取技术的发展趋势提出一些自己的看法。     

世界低煤阶煤资源及其分类

本文介绍了世界低煤阶煤炭资源及其分类。现存不同目的的两种煤分类系统：学科／成因分类和技术／商业用煤分类，它们的应用范围、方法和目标都互不相同。现有分类系统要依据不同分类的需要，考虑修订，避免出现混乱情况，有必要依照国际煤炭分类情况及对我国的适用性，重新评价现存的中国煤炭分类。为此，重新制订中国低煤阶煤分类是必要的。     

低阶煤低温氧化过程热力学规律的研究

采用pulse calorimeter仪器,分别研究了低温下低阶煤在湿的氮气气氛下凝结热与蒸发热间的热力学规律,以及在湿的氧气气氛下反应热与蒸发热间的热力学规律;还研究了低阶煤在干燥氧气下经三次低温氧化反应的热力学规律.结果表明,在湿的氮气下,凝结热和蒸发热均随温度的增加而减少,在温度299.15 K～323.15 K范围内,凝结热明显大于蒸发热值,随着温度增加二者差值变小;在湿氧气气氛下,随温度增加,反应热先减少后增加,其蒸发热与湿氮气条件相比,二者的热值及热力学规律基本相同;低阶煤经三次低温氧化反应过程,其中二、三次氧化反应的反应热与第一次相比显著降低.     

低阶煤在干燥氧气下低温氧化过程的机理研究

采用pulse calorimeter仪器,对低阶煤在干燥氧气下低温氧化过程进行了研究．实验结果表明,低阶煤在干燥氧气下的氧化反应热随着温度的上升而增加,并得到了与Arrhenius公式相同的动力学方程以及反应过程的活化能．提出了干燥氧气下低阶煤低温氧化过程的反应历程为：氧在煤粒表面吸附并生成氧自由基、氧自由基与煤发生氧化反应生成CO2（或CO）、CO2（或CO）由煤粒表面向本体扩散等三步过程．并通过计算和模拟,证明了该反应机理的正确性．     

相对湿度对低阶煤低温氧化过程的影响

采用pulse calorimeter仪器,分别研究了在湿的氮气气氛下和湿的氧气气氛下的相对湿度对低阶煤低温氧化过程的影响.结果表明,在湿的氮气气氛下,相对湿度对凝结热(包括吸附热)有显著的影响,低阶煤低温氧化过程释放的热随着湿度的升高而增加;同样在湿的氧气气氛下,随着湿度的增加体系放出的热明显增加;另一方面,随着温度的增加,体系的凝结热和吸附热减少;而在湿氧气下体系释放的热随温度的增加起始先减少后增加.     

低阶煤在湿的氧气下低温氧化过程热力学规律

采用pulse calorimeter仪器,研究了低阶煤在湿的氧气下低温氧化过程的反应热,考察了在湿氧气下热释放速率与温度的关系,结果表明,其热力学规律与在干燥氧气以及湿氮气气氛下的热力学规律不同;在约299 K(26℃)到333 K,随着温度的增加,体系放出的热减少;333 K以后,随着温度的上升,体系的放热值增加.结果还表明,在低温(299 K～333 K)时,体系的放热以凝结热为主;而温度在333 K以后,体系的放热以氧化反应热为主.     

低阶烟煤制取型煤的成型机理研究

选用水玻璃、膨润土和赤泥三种无机黏结剂,分别以四种不同的掺入量和低阶烟煤粉煤混合制取型煤.对型煤样品进行抗压强度的测定表明,型煤抗压强度随黏结剂掺比增大而增大,其中以膨润土为黏结剂的型煤强度远高于以水玻璃和赤泥为黏结剂的型煤强度,进一步的型煤微观结构电镜分析也证实了以膨润土为黏结剂的型煤其黏结性能相对最好,电镜切片表明,膨润土以朵状凝胶体楔入煤粒孔隙中并在煤粒表面形成整体网状结构.由于低阶烟煤自身的性质,以其制取的型煤往往对成型压力比较敏感,实验表明型煤的冷强度随成型压力的增大先增大后减小,存在一个最优成型压力.     

中低阶煤热解过程中自由基的研究

尝试利用电子顺磁共振(EPR)法观察不同产地的中低阶煤在不同温度(350℃～600℃),不同停留时间(0 min～30 min)下煤热解过程中产生的自由基各参数的变化情况,研究中低阶煤热解过程中自由基的演变.结果表明,用EPR法研究煤热解机理快速直接;依据建立的标准曲线法测定煤热解过程中自由基的浓度更为准确;不同产地的中低阶煤热解过程其自由基的变化趋势基本一致,但其绝对值不同,胜利煤初始自由基浓度3.034 6×1018/g,温度为550℃,停留时间10 min时达到最大值26.686 0×1018/g,新疆煤初始自由基浓度为15.283 0×1018/g,温度为600℃,停留时间10 min时达到最大值57.5370×1019/g;该方法为进一步探讨煤热解机理和提高轻质焦油产率的工艺提供理论依据.     

年青煤硝酸氧解制备硝基腐植酸的研究

对山东龙口的洼里褐煤、北皂长焰煤进行了稀硝酸氧化降解制备硝基腐植酸的实验研究，获得了影响硝基腐植酸产率的诸因素，如硝酸浓度、氧解温度、氧解时间、煤粒度等的影响规律。对氧解产物硝基腐植酸进行了ＦＴ－ＩＲ，光密度Ｅ＿４／Ｅ＿６以及主要活性基团的测定，论述了煤硝酸氧化降解的化学反应模式。     

KOH对低阶煤在超临界水中制取富氢气体的影响

以超临界水介质中低阶煤制取富氢气体为目的,利用120 ml小型间歇反应装置,在KOH/煤为0.7％～10％(质量)、温度400～650℃、压力12～30 MPa、停留时间0～30 min的范围内,考察了KOH催化下操作参数对小龙潭褐煤反应特性的影响。结果表明,随着KOH/煤质量比的增加,煤转化率和气体产率升高。KOH/煤质量比为10％时,气相产物中H_2百分含量增加一倍,H_2产率提高1.7倍。升高反应温度可以使KOH的催化作用更显著。对比氮气气氛和超临界水中煤催化热解反应发现,反应温度为600℃时,添加相同量的KOH催化剂,氮气气氛下煤转化率升高4.4％(质量),SCW条件下煤转化率升高7.8％(质量),说明超临界水反应环境下KOH的催化作用更加明显。提高反应压力可以促使煤转化率和气体产率升高。与KOH添加量和温度相比,停留时间对H_2产率的影响较小,随着停留时间的延长,CH_4产率略有增加。     

低煤化度煤经低温热解后各基团变化的研究

对兖州、大同煤及其低温热解后的试样进行ＦＴ－ＩＲ测试，确定各吸收带的归缩。采用内标法测定了各基团的相对含量，考察了它们随热解温度的变化。