煤镜质组纳米孔随煤化进程演化规律及机制

发布时间：2017-08-19 02:35

  本文关键词：煤镜质组纳米孔随煤化进程演化规律及机制

  更多相关文章： 原生结构煤 变质程度 变质类型 纳米孔隙 煤结构演化

【摘要】：基于淮南、淮北煤样品手选原生结构煤均质镜质体,制作粉煤光片统计遴选均质镜质体纯度90%左右的样品,进行液氮吸附和X射线衍射、13C核磁共振、电子顺磁共振、傅立叶红外光谱等大分子结构测试实验研究不同变质程度煤纳米孔隙的演化规律及机制。取得了以下主要成果:揭示了镜质组纳米孔对深成变质作用和岩浆热变质作用的响应特征,煤镜质组纳米孔隙在0.7%Ro,max1.2%孔容、比表面积下降,1.2%Ro,max1.9%孔容、比表面积升高,且岩浆热变质作用煤的孔容、比表面积较深成变质作用大,1.9%Ro,max2.2%孔容、比表面积降低;揭示了煤镜质组大分子结构的演化规律及机制,0.7%Ro,max1.2%阶段,煤镜质组中羧基与羟基的酯化反应较为显著,自由基浓度变化不大,羧基、羟基随煤级升高而降低,脂肪结构随煤级升高而增加,1.2%Ro,max1.9%阶段,煤镜质组中脂肪结构裂解作用明显,自由基浓度增加、变化幅度较大,脂肪结构及甲基等含量迅速减少且岩浆热变质作用煤的脂肪结构脱落速率较深成变质作用而言更快,1.9%Ro,max2.2%阶段,煤镜质组中芳环的缩聚反应和稠环化作用显著,脂肪结构及甲基等含量减小,且较前一阶段而言煤化进程加快;阐述了煤镜质组纳米孔随煤化进程的演化机制,煤的羟基和羧基在0.7%Ro,max1.2%阶段结合产生的水在静岩压力下排出,孔容、比表面积降低,脂肪结构中的甲基、亚甲基、次甲基在1.2%Ro,max1.9%裂解减少生成甲烷产生气孔,且岩浆热变质作用煤的脂肪结构脱落速率较深成变质作用而言更快,导致煤的孔容、比表面积不断增大且岩浆热变质作用煤的孔容、比表面积较深成变质作用大,1.9%Ro,max2.2%阶段,芳环的缩聚与稠环化作用,面网间距降低,不稳定气体转换成羰基等稳定官能团,导致储层压力降低从而使纳米孔孔容和比表面积降低。
【关键词】：原生结构煤 变质程度 变质类型 纳米孔隙 煤结构演化
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P618.11
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 1 绪论17-29
• 1.1 选题背景及意义17
• 1.2 国内外研究现状及存在问题17-25
• 1.3 研究内容及技术路线25-27
• 1.4 主要工作量27-29
• 2 区域及矿区地质29-33
• 2.1 区域地质29-31
• 2.2 区域岩浆活动31-33
• 3 样品信息及实验方案33-38
• 3.1 样品信息33
• 3.2 实验方案33-35
• 3.3 样品预处理及实验方案35-38
• 4 均质镜质体纳米孔隙特征38-49
• 4.1 均质镜质体纳米孔隙特征38-41
• 4.2 均质镜质体纳米级孔隙孔径分布41-48
• 4.3 本章小结48-49
• 5 煤化学结构演化49-74
• 5.1 煤化学结构演化-XRD49-54
• 5.2 煤化学结构演化-FT-IR54-63
• 5.3 煤化学结构演化-13CNMR63-69
• 5.4 煤化学结构演化-电子顺磁共振69-74
• 6 煤均质镜质体纳米孔隙演化机制74-79
• 6.1 煤结构演化机制74-76
• 6.2 均质镜质体纳米孔的演化机制76-79
• 7 结论与展望79-83
• 7.1 结论79-82
• 7.2 展望82-83
• 参考文献83-89
• 图版说明与图版89-92
• 作者简历92-94
• 学位论文数据集94

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本文编号：698226