【摘要】：煤是我國重要的一次能源,對促進我國的國民經(jīng)濟的發(fā)展發(fā)揮了重要的作用,但大量使用煤炭也導(dǎo)致了嚴重的環(huán)境問題,如霧霾,酸雨等。為了協(xié)調(diào)經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護,開發(fā)更加高效,環(huán)保的煤炭利用技術(shù)勢在必行。作為多種煤炭利用技術(shù)的基礎(chǔ),對煤熱解過程的深刻認識是進一步發(fā)展現(xiàn)代煤化工的重要基礎(chǔ)。目前對煤熱解的分析依然缺少原位分析手段,因此得到的信息多為“示意性”信息。為了能夠得到更精確的結(jié)構(gòu)信息,進而為研究煤熱解機理提供有效數(shù)據(jù),本論文采用原位紅外光譜技術(shù)和原位拉曼光譜技術(shù)研究煤的熱解過程,重點研究了溫度,反應(yīng)氣氛以及礦物質(zhì)對煤熱解過程的影響。采用原位紅外光譜技術(shù),結(jié)合多峰擬合方法研究了煤中部分典型官能團在煤熱解過程中的分解過程,著重分析了溫度,反應(yīng)氣氛和礦物質(zhì)的影響。結(jié)果表明:溫度是影響煤熱解的主要因素,隨著溫度的升高,煤中的羥基易與苯環(huán)形成穩(wěn)定的OH-π型氫鍵;200℃時煤中的羧基即有脫除,高于400℃時煤中的甲基,亞甲基,酯類以及酸酐才有較明顯的分解。H_2氣氛有助于熱解過程中脂肪族和酯類結(jié)構(gòu)的分解并可有效抑制芳烴的縮聚反應(yīng),但對羧基分解無明顯影響,而且在高溫下可以抑制酸酐進一步分解生成CO_2。低于400℃時煤中的礦物質(zhì)可以促進羧基交聯(lián)形成酸酐;抑制煤中脂肪族分的分解,其中Na_2CO_3具有更強的抑制作用;高濃度的NaCl可以有效促進芳香環(huán)的縮聚。高于400oC時礦物質(zhì)會進一步促進酯類和酸酐分解形成CO_2,外加Na_2CO_3的促進作用明顯高于外加NaCl。煤的原位拉曼光譜研究發(fā)現(xiàn),高于400℃時,樣品結(jié)構(gòu)的有序性開始增加;樣品中的碳含量是決定其結(jié)構(gòu)芳香度的重要因素。碳酸鈉可以抑制脂肪族分的脫除及促進脂肪族自由基成環(huán),并且會導(dǎo)致G峰位置向低波數(shù)段偏移。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ530.2

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