中低阶煤热解过程中自由基的研究.pdfVIP

第 35卷 第 2期 煤 炭 转 化 Vo1．35 No．2 2012年 4月 C0AL C0NVERS10N Apr．2012 中低阶煤热解过程中自由基的研究 吴爱坪 潘铁英。 史新梅。 周丽芳。 刘瑞民 张德祥 高晋生 ’ 摘 要 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℃～6OO℃)， 不同停留时间(0min~30min)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 3．0346×10 ／g，温度为 550℃，停留时间 10min 时达到最大值 26．6860×10 ／g，新疆煤初始 自由基浓度为 15．2830×10¨／g，温度为 600℃，停留时 间10min时达到最大值 57．5370×10¨／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． 关键词 顺磁共振 ，自由基，中低阶煤，热解 ，标准曲线法 中图分类号 TQ530．2 热解 自由基反应的调控方法提供理论依据，实现煤 0 引 言 热解产物 中油气产品产率和质量的提高． 近年来 由于石油资源紧缺 ，煤热解生产低温焦 1 实验部分 油 日益引起人们 的关注[1]，现有热解技术普遍存 在油气产品收率偏低和热解油 中沥青质含量高等问 1．1 仪器与试剂 题．因此如何改进工艺条件 ，提高油气产率已成为当 务之急．以往研究煤深加工工艺和产物之 间的关系 仪器 ：Mettler—ToledoRL204电子天平 ，Bruker 大多采用红外[3]、固体或液体 13C核磁共振等方 EMX-8／2．7型电子顺磁共振波谱仪． 法L4j，由于这些方法的灵敏度较低 ，测试时间较长 ， 试剂 ：1，1一二苯基一2一苦基肼基 (DPPH，纯度 ≥ 对于一些不稳定的产物无法及时获得较为确切 的测 98 ，sigma—aldrich)，CaSO (化学纯，上海矿产原料 试结果．通过研究煤 中自由基变化规律 ，可了解工艺 总厂生产)，5mm石英样品管(美国Norell生产)． 条件与热解产物之 间的关系，进而形成煤热解 自由 1．2 样品制备 基的反应调控方法 ，实现油气产率和品质的提高．顺 磁共振又称 电子顺磁共振 (EPR)或电子 自旋共振 1．2．1 标准样品的配制 (ESR)，是研究 自由基的一种非常有效的方法 ，已被 定量称取 DPPH和 CaSO ，混合研磨 30min， 广泛用于原煤中的 自由基检测．为了解决前人在定 配制成一系列质量分数 的DPPH标准样 品，分别用 量测定 自由基时所存在 的溶剂效应 [5]、标样称量误 棕色瓶密封装好存放于冰箱 中(2℃～8℃)，保存 差大 和单点法 的准确度等 问题，本研究采用 自建 备用． 的标准 曲线法 [7]，依据该标准曲线对两个不同产地 1。2．2 煤样 的制备方法 的煤其热解过程中固体产物的自由基进行 了定量分 本实验所用的煤样为胜利煤和新疆煤．原煤置 析．通过研究煤热解过程中各产物 中 自由基的变化 于空气 中 自然风干 ，粉碎并研磨至 200 目以下，在 规律