中变质煤热解的有机挥发分析出研究.pdfVIP

第 36卷 第 1期 煤 炭 转 化 Vo1．36 No．1 2013年 1月 C0ALCONVERSION Jan．2013 中变质煤热解的有机挥发分析出研究 薛光武” 郑庆荣 张世同。 摘 要 选择 5种有代表性的中变质煤，在实验室条件下进行热解，利用法国Setaram公司的 TGA92热重分析仪和瑞士Balzers公司的四极滤质质谱仪 QM$422联用组合进行 TG—MS分析 (热重质谱分析)，针对有机挥发分析出的研究表 明：1)烷基侧链的热解导致煤结构的解体，甲基的 热解断裂温度高于亚甲基及次甲基 ，随煤变质程度的增大，它们析 出的峰温增高；2)甲烷的析 出有 三种类型：一种是煤 中甲基的热解脱落，形成甲基离子然后与氢反应形成甲烷，第二种是煤中吸 附 的甲烷析 出，第三种是芳香体系聚合的稠环体系释放 出甲烷；3)苯的析 出也有三种类型，第一种类 型为煤 中芳香结构热解脱落亚甲基和次甲基等形成的苯离子进一步加氢的结果，第二种是煤 中芳 香结构热解脱落甲基形成苯离子 ，苯离子与氢反应生成苯，第三种是煤中缩聚反应的结果． 关键词 有机挥发分，热重一质谱分析 ，中变质煤 中图分类号 TQ530．2，TQ533．2 气态产物的析出规律进行研究，从而为深人认识焦炉 0 引 言 煤气的生成机理提供科学理论基础． 煤炭资源利用的重要方法之一就是将煤炭进行 1 实验部分 焦化炼焦生产焦炭，同时回收各种有机化合物，既有 液态也有气态，前人对煤炭炼焦技术研究广泛．D-C其 1．1 设备及煤质分析 中有机挥发分是焦炉煤气的重要组成部分，对其在焦 化过程中的析出规律进行深入研究，有助于提高煤炭 此次实验对煤样 的选用，针对炼焦过程中的代表 资源的利用率，同时为有效防治煤型有机污染以及提 性以及使用频度 ，同时考虑煤种的储藏量．样品采集 高对煤热解机理的认识都具有重要的意义．_5 基于 自煤矿新鲜样，选择了不同变质程度的5种煤样，分 此 目的，选择 5种代表性的中变质煤，在实验室条件 别来 自山西宁武的4煤层 (气肥煤)(Ningwu4)、宁 下模拟炼焦过程进行干馏热解实验 ，实验使用法国 武的侏罗系煤层 (气煤)(Ningwudazhuluo)、原平 5 Setaram公司的TGA92热重分析仪和瑞士Balzers公 煤层(气煤)(Yuanping5)、山西孝义肥煤层(Xiaoyi) 司的四极滤质质谱仪 QMS422构成联用组合进行 和古交瘦煤层(Gujiao)．首先对各种煤样按照国家标 TG—MS分析 (热重一质谱分析)_8 ，针对有机类 准进行工业分析及元素分析，其分析结果见表 1． 表 1 煤样的工业分析和元素分析 Table1 Ultimateandproximateanalysisofcoalsamples ， daf Proximateanalysis／ Charresidue C N S M d Ad Vdf characteristics Gujiao 1．39 Ningwu4# 1．53 Ningwudazhuluo