褐煤中含氧官能团的测定与研究

煤表面的官能团的种类和数目对煤的化学性质有很大的影响,最重要的表面基团是含氧官能团。含氧官能团对煤的性质,尤其是表面性质,如亲水性、疏水性、表面电性、表面作用及表面作用方式等的影响较大,从而也对煤的选别、煤炭改质、煤炭转化及其合理加工利用影响较大。干燥后的煤样与原煤相比,固定碳含量逐步提高,氧含量呈逐步降低的趋势,O/C比逐步降低,煤样的芳碳率和平均缩环数也是随着干燥工艺的不同而呈现出递增的趋势,说明干燥后煤样的芳构化程度加深,基本结构单元的缩合度增加,干燥工艺在一定程度上提高了内蒙古褐煤的煤阶。     

褐煤含氧官能团对褐煤中水分特性的影响

褐煤中的含氧官能团与褐煤中的水分具有较为明显的交互作用.利用不同浓度的氢氧化钠、盐酸及双氧水对褐煤进行化学改性,通过DSC(differential scanning calorimetry)分析改性褐煤样品中水分特性的变化,同时结合FTIR手段分析对改性前后的煤样化学官能团进行表征.结果表明,氢氧化钠改性后样品中自由水及结合水分的含量增加,盐酸溶液改性后样品水分冻结特性与原煤基本相同,双氧水溶液改性后的煤样中自由水含量减少,结合水基本消失.FTIR表征结果表明,—OH官能团增加是影响煤样中自由水及结合水分含量增加的主要原因.     

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。     

胜利褐煤液化初期反应动力学研究

为研究胜利褐煤在初始阶段的煤液化反应动力学,在可快速升降温的微型高压釜中对胜利褐煤进行了加氢液化反应,得到了反应初期煤液化参数,并对胜利褐煤加氢液化反应初期的动力学行为进行分析。结果表明,虽然反应器升温速度较快,但到达反应温度时,仍有一定量的煤发生了转化,在反应温度440℃、反应时间为0时转化率达到28.12%;在较低温度下,胜利褐煤只发生了部分热解反应,反应后期几乎不再转化,在380℃、反应10 min后转化率已达28%,后续基本不变;随着反应温度的升高,反应转化率、油水产率、气产率等指标增大,反应前10 min增速较快,10~25 min时反应速率减缓,主要是沥青烯组分作为中间产物不断向油转化,速率较低。     

胜利褐煤在CO+H_2O系统中液化的研究

在500 mL的间歇式高压反应釜中进行了胜利褐煤铁基催化剂条件加氢液化实验,考察了H2O+CO系统中温度、压力、煤水质量比对总转化率、油气产率和沥青质产率的影响。结果表明,随着反应温度的提高,液化总转化率和油产率增加,沥青质产率降低;随着煤水质量比的增加,总转化率先降低后增加,在1∶1.2处出现拐点,油产率有相同的变化趋势,但低煤水质量比条件下油产率较高,高压有利于加氢液化反应。通过红外、核磁共振分析,证明液化产物中存在大量酚和醇类物质。     

内蒙古褐煤加氢液化反应动力学的探索与研究

根据内蒙古褐煤加氢液化反应规律,按照集总的划分规则,提出了反应动力学模型。以一氧化碳为加氢液化气氛、水为液化溶剂,在高压反应釜中考察了不同反应温度下内蒙古褐煤的液化性能,通过灰平衡法计算得到液化产物中的沥青质产率、油气产率、总转化率。依据动力学方程,采用非线性最小二乘法对数据进行优化拟合,得到反应过程动力学参数,从而进一步得到反应的阿伦尼乌斯表观活化能。研究结果表明:在330~370℃,所建立的液化动力学模型能较好地模拟褐煤液化动力学过程;内蒙古褐煤的液化主反应为煤中易反应组分向前沥青烯、沥青烯和油气的转化,其反应速率常数为0.002 4~0.156 7 min-1,表观活化能为64.790~218.071 k J/mol。     

云南先锋褐煤直接液化示范厂技术经济初步分析

以云南先锋褐煤在０．１ｔ／ｄ连续装置试验结果为依据，对１．７Ｍｔ／ａ先锋褐煤直接液化示范厂进行了技术经济初步分析，投资为４３．３亿元，财务内部收益率为１２．５％，具有较好的经济效益。因此，煤直接液化是解决我国石油资源短缺的唯一合理途径。     

褐煤改性对其表面特性及成浆性的影响

针对蒙东胜利褐煤孔隙率高、表面含氧官能团丰富、储运困难、成浆性差等问题,以阴离子石蜡乳液对褐煤表面进行改性,对褐煤改性前后表面性质的变化和成浆性进行研究。采用热重分析仪(TG)研究了空干基褐煤(ADL)和改性空干基褐煤(BADL)的热失重规律;采用X射线光电子能谱(XPS)、氮气吸附比表面积测试法(BET)对热风干燥后的褐煤(DL)和改性后的干燥基褐煤(BDL)表面官能团、比表面积和孔结构进行研究;通过成浆性试验研究改性前后褐煤成浆性的变化。结果表明,ADL通过阴离子石蜡包覆改性后,50～150℃时,BADL质量变化速率绝对值小于ADL,117. 82℃时,绝对值相差最大,为0. 34%/min; DL通过阴离子石蜡包覆改性后,表面无机氧含量从0. 64%降低至0. 20%,CO和COO—含量分别从13. 93%和12. 22%降至13. 11%和12. 03%;比表面积从8. 790 m2/g变为14. 995 m2/g;孔体积从0. 041 cm3/g降低至0. 032 cm3/g,平均孔径从32. 697 nm降低至17. 054 nm;以水煤浆表观黏度小于1 300 m Pa·s、流动性好于B-(12 cm)为评价标准,褐煤改性后结合使用分形级配制浆工艺,最高成浆浓度可达60. 59%,与未改性前相比,最高成浆浓度提升了10个百分点,表观黏度从1 059 m Pa·s降至682 m Pa·s,提高了水煤浆的稳定性。     

H_2O_2氧解对褐煤腐植酸及含氧官能团的影响

采用H_2O_2氧解褐煤,研究了氧解条件对褐煤腐植酸含量的影响。通过Boehm滴定和FTIR分析研究了氧解条件对含氧官能团含量和基团结构的影响。结果表明,H_2O_2可有效提高褐煤中腐植酸含量、腐植酸含氧官能团含量和褐煤活性;最佳氧解条件为:氧解时间24 h,H_2O_2浓度20%,液固比0.8 m L/g,在此条件下,褐煤中总腐植酸含量增加了12.53%;氧解反应仅使褐煤中含氧官能团含量增加,腐植酸含量增大。     

微生物液化褐煤的溶煤方式和工艺条件研究

利用4种真菌研究了硝酸氧化煤的微生物溶解作用．实验对细胞液、无细胞液和加煤诱导的无细胞液的溶煤效果进行了比较,细胞液的溶煤效果要优于无细胞培养液的溶煤效果,加煤诱导的无细胞液的溶煤效果要优于不加煤诱导的无细胞液;通过测定溶煤过程中的pH值的变化得出了溶煤碱溶机理;确定了菌种的生长时间为7d;煤的粒径越小越有利于微生物作用,溶煤效果越好．     

褐煤在超临界水中气化实验研究

利用超临界水极强的氧化活性,在超临界水中对褐煤进行气化实验,最终得到H2和CH4等可燃气体,具有很高的利用价值.残余物为水煤渣混合液,处理简单,不污染环境.实验过程中应用了"控制变量法"来设置实验条件,通过反复实验得出褐煤在超临界水中气化的影响因素与规律特征.结果表明,褐煤在超临界状态下比在亚临界状态下更能转化成可燃气体,且在超临界状态下,使用催化剂KOH可使褐煤气化转化率达最高,其值为79.6%,使用催化剂KBH4和K2CO3,转化率分别为62.3%和61.9%.同时,褐煤粒径越小,越有利于将褐煤转化成H2和CH4等可燃气体.     

褐煤的生物标志物研究

本工作用氯仿抽提札赉诺尔和寻甸褐煤，抽出物的正己烷可溶部分再用氧化铝－硅胶柱色谱分离。饱和烃和芳烃等生物标志物进一步用ＧＣ，ＧＣ－ＭＳ分析其组成特征。检测出正构烷烃，类异戊二烯烃、萜芳烃和三萜芳烃以及一种未见文献报道的三环二萜烯。札煤的芳烃段分以二萜芳烃为主，而寻甸褐煤则以三萜芳烃为主。文中还讨论了寻甸褐煤中五元和六元Ｅ环三萜芳烃的形成过程。     

溶胀对扎赉诺尔褐煤热解及液化性能的影响

研究了用吡啶和四氢呋喃（ＴＨＦ）溶剂对扎赉诺尔褐煤（ＺＬ）溶胀预处理后煤的热重、微分热重的变化及加氢液化反应规律。结果表明：煤经吡啶和ＴＨＦ溶胀预处理后增加了煤的热解失重量及加氢液化反应性,提高了煤的液化总转化率和油气产率;其中吡啶预处理煤的热失重率和液化转化率高于ＴＨＦ预处理煤。用经外光谱对溶胀煤的分析表明,煤溶胀预处理后其大分子结构中氢键发生不同程度的断裂。     

模型化合物在煤液化研究中的应用

本文主要论述了目前世界上应用模型化合物研究煤液化过程的概况。研究内容包括：全煤结构模型化合物的研究，煤液化时桥键裂解过程的作用，氢转移及煤和溶剂之间的相互作用，以及利用模型化合物考查煤液化中缩聚反应的研究等。并指出利用模型化合物研究煤液化的局限性。     

铁合金用褐煤半焦成型研究

利用云南丰富的褐煤资源制备了腐植酸钠作黏结剂,并用来成型铁合金厂应用的褐煤半焦.研究了黏结剂腐植酸钠的制备方法及褐煤半焦成型工艺,并对不同配比的型焦作了各种强度指标测试.结果表明,腐植酸钠作为半焦成型的黏结剂具有良好的综合指标.实验研究表明:当黏结剂腐植酸钠的配入量大于8%时,褐煤型焦的各项指标达到了铁合金厂的使用要求.     

褐煤内热式回转炉温和气化的研究

褐煤经内热式回转炉温和气化生成高活性粒状半焦、低热值煤气和低温焦油。研究了工艺条件和煤质对温和气化产品产率和性质的影响。     

煤炭直接液化技术研究

我国煤炭直接液化技术研究已达到国际先进水平．兖州、天祝、神府烟煤和先锋．沈北、东胜褐煤都是较好的直接液化原料煤。煤直接液化的馏分油最适宜生产高辛烷值汽油、优质喷气燃料和催化重整制取芳烃原料油．两段催化液化由1t无水无灰煤生产5bb1馏分油．煤油共炼与直接液化相比较，简化了工艺过程，改进了馏分油产率和质量。我国煤直接工艺发展方向是煤油共炼或两段催化液化工艺。     

褐煤煤水浆燃料的试验研究

通过热水干燥工艺的加工，使褐煤类型的低阶煤转化成高阶煤。经试验选择了热水干燥的最佳温度；获得了褐煤煤水浆的流变特性；指明了目前国内对褐煤综合利用的又一条途径。