先锋褐煤在水热处理过程中的结构演绎.docxVIP

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2024-11-06 发布于山东
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先锋褐煤在水热处理过程中的结构演绎.docx

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Vol.44No.2Feb,2016第44卷第2期2016年2月燃料化学

Vol.44No.2Feb,2016

第44卷第2期2016年2月

JournalofFuelChemistryandTechnology

文章编号：0253-2409(2016)02-0129-09

先锋褐煤在水热处理过程中的结构演绎

刘鹏1,周扬，鲁锡兰1,王岚岚2,潘铁英2,张德祥，*(1.华东理工大学能源化工系煤气化及能源化工教育部重点实验室，上海200237;

2.华东理工大学分析测试中心，上海200237)

摘要：以先锋褐煤(XF)为原料，在高压反应釜中考察了水热处理过程中褐煤的结构变化，通过13C固体核磁共振(NMR)

和傅里叶变换红外光谱进行了分析表征。结果表明，在低于240℃的水热处理条件下，煤有机分子结构中的弱化学键有一定断裂，含氧官能团逐步减少；水中氢以离子形态迁移至褐煤中，处理后褐煤结构中甲基比例先增加后减少，次甲基比例由原煤的4.80%增加至XF-240的13.16%;释放的气体中主要是CO?,烃类气体组分随处理温度的升高略有增加。当水热处理温度高于240℃时，褐煤中部分共价键开始断裂，释放的烃类气体(C?-4)由240℃时的2.13%增加至300℃时的8.59%,脂肪碳比例由XF-240的44.83%降低至XF-300的39.49%,与氧连接的碳比例由XF-240的12.57%降低至XF-300的1.49%。水热处理对褐煤的脱氧提质效果显著,300℃时氧含量降低约30%,芳香碳比例增加至60.50%,比原煤提高19%。

关键词：褐煤；水热处理；3C固体核磁共振；碳结构；氢转移中图分类号：TQ520.61文献标识码：A

StructuralevolutionofXianfengligniteduringhydrothermaltreatment

LIUPeng,ZHOUYang1,LUXi-lan1,WANGLan-lan2,PANTie-ying2,ZHANGDe-xiang1,*

(1.DepartmentofChemicalEngineeringforEnergyResources,EastChinaUniversityofScienceTechnology,

KeyLaboratoryofCoalGasifcationandEnergyChemicalEngineeringofMinistryofEducation,Shanghai200237,China;

2.AnalysisandResearchCenter,EastChinaUniversityofScienceandTechnology,Shanghai200237,China)

Abstract:Xianfenglignite(XF)wasusedasrawmaterialtoinvestigateitsstructuralevolutionduringhydrothermaltreatmentina500mLautoclave.Thestructurewascharacterizedbysolidstate3Cnuclearmagneticresonance(NMR)andFouriertransforminfraredspectroscopy(FT-IR).Theresultsshowthatthecarboncontentsincreaseandoxygencontentsdecreaseafterhydrotnermaltreatment.Theweakbondsinlignitearebrokenandtheoxygenfunctionalgroupsdecreasegraduallyduringhydrothermaltreatmentbelow240℃.Hydrogenisdonatedfromwatertolignitethroughionicpathwayandtransferredintolignite.Themethylcarbonincreasesat200℃andthendecreases.Themethenylcarbonincreasesfrom4.80%inX