胜利（提质）褐煤氧化性能与微结构研究

发布时间：2017-10-22 00:31

  本文关键词：胜利（提质）褐煤氧化性能与微结构研究

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【摘要】：改革开放三十年,优质煤资源的大量使用带来中国经济的突飞猛进。现在,优质煤炭资源日趋减少,而储量丰富的低阶煤成为热点。如何高效清洁利用褐煤成为研究的重点。褐煤含水高,不利于对其直接利用,所以在使用之前需要对其进行干燥提质处理。但是提质后的褐煤在运输及存储过程中,易发生氧化自燃引起危害。本文以胜利褐煤为研究对象,在固定床反应器上对其进行特定停留时间的氧化试验,并利用工业分析、红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱等方法对煤样进行表征,考察氧化对褐煤微结构的影响,探索褐煤原煤及其预处理煤样氧化行为,从而进一步丰富氧化理论,为褐煤高效、安全利用提供理论依据。通过对胜利褐煤原煤、其酸洗煤以及酸洗掺杂Fe3+煤样的特定停留时间氧化试验,获得有机质转化率结果。结果表明,酸洗煤有机质转化率小于原煤和酸洗掺杂Fe3+煤样,而原煤与酸洗掺杂Fe3+煤样结果相近。酸洗掺杂Fe3+煤样的氧化性能近似褐煤原煤而大于酸洗煤样。矿物质的存在提升了褐煤的氧化性能。通过工业分析、红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱等方法对煤样进行表征,发现试验煤样随着氧化时间的延长,表面结构不断变化。褐煤含有较多的酚羟基、醇羟基、脂肪烃等活性基团,氧化后脂肪族C-H组分减少,长链断裂形成小结构,增加了缺陷位,而含氧基团,如C=O键有所增加,醇羟基、酚羟基氧化成羧酸,也使得COOH基团有所增加,而芳环及醚键由于高稳定性不易被氧化。
【关键词】：胜利褐煤 氧化 酸洗 铁离子 微结构
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD849.2
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 文献综述8-19
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 中国煤炭资源概述9-10
• 1.2.1 煤炭的分类9
• 1.2.2 褐煤的分布情况9
• 1.2.3 褐煤的结构9-10
• 1.2.4 褐煤的性质10
• 1.2.5 褐煤的利用10
• 1.3 煤的氧化概述10-14
• 1.3.1 煤的氧化10-11
• 1.3.2 煤的氧化研究现状11-12
• 1.3.3 氧化对褐煤结构的影响12-13
• 1.3.4 褐煤氧化机理研究13-14
• 1.3.5 褐煤氧化的影响因素14
• 1.4 褐煤氧化微结构的研究技术14-17
• 1.4.1 X射线衍射（XRD）15
• 1.4.2 红外光谱（FTIR）15-16
• 1.4.3 拉曼光谱（Raman）16-17
• 1.4.4 X射线光电子能谱（XPS）17
• 1.5 选题依据与研究内容17-19
• 第二章 实验部分19-23
• 2.1 主要试剂及实验仪器19
• 2.2 煤样的选取与制备19-20
• 2.2.1 煤样的选取处理19-20
• 2.2.2 胜利褐煤酸洗脱处理20
• 2.2.3 胜利酸洗煤掺杂三氯化铁20
• 2.3 实验装置及实验过程20-21
• 2.3.1 热重仪燃烧20
• 2.3.2 固定床燃烧20-21
• 2.3.3 实验方法与数据处理21
• 2.4 煤样的表征方法21-23
• 2.4.1 工业分析21-22
• 2.4.2 红外光谱22
• 2.4.3 扫描电镜（SEM）与能谱22
• 2.4.4 X射线衍射（XRD）22
• 2.4.5 拉曼光谱（Raman）22
• 2.4.6 X射线光电子能谱（XPS）22-23
• 第三章 氧化作用对原煤微结构的影响23-34
• 3.1 三种煤样的TG-DTG23-24
• 3.2 煤样的有机质转化率24-25
• 3.3 X射线衍射（XRD）25-27
• 3.4 红外光谱（FT-IR）27-28
• 3.5 拉曼光谱（Raman）28-31
• 3.6 X射线光电子能谱（XPS）31-32
• 3.7 小结32-34
• 第四章 氧化作用对酸洗煤的微结构影响34-43
• 4.1 酸洗煤样的有机质转化率34-35
• 4.2 X射线衍射（XRD）35-37
• 4.3 红外光谱(FT-IR)37-38
• 4.4 拉曼光谱（Raman）38-40
• 4.5 X射线光电子能谱（XPS）40-42
• 4.6 小结42-43
• 第五章 氧化作用对掺杂三价铁离子煤样的微结构影响43-54
• 5.1 煤样有机质转化率43-45
• 5.2 X射线衍射（XRD）45-47
• 5.3 红外光谱（FT-IR）47
• 5.4 拉曼光谱47-49
• 5.5 X射线光电子能谱（XPS）49-51
• 5.6 光学显微、SEM和能谱51-52
• 5.7 小结52-54
• 结论54-55
• 参考文献55-60
• 致谢60

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本文编号：1075981