屯兰8号煤大分子结构模型及其热解过程中氢气与甲烷生成动力学

发布时间：2021-12-09 02:19

　　煤炭是我国在未来相当长时间内无法完全替代的化石能源之一，控制和减轻煤利用过程中对环境造成的不利影响是我国可持续发展的需要，煤的高效、洁净转化是实现这一需要的重要途径，其中煤的热解成为煤转化利用的研究热点。煤的热解与煤的组成和结构关系密切，因此在研究煤热解过程、氢气与甲烷的生成动力学特征时可先通过物理化学方法表征煤的分子结构，为煤热解及气态产物生成动力学提供理论基础。本文依托太原西山煤田屯兰矿区8号煤样，通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）解析表明氧的赋存形态以醚、酚、羰基为主，脂肪链以亚甲基、次甲基为主；高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）显示芳香基团以小于4×4的结构为主；X射线光电子能谱（XPS）分析表明硫的赋存形态以烷基型和噻吩型为主，氮以吡啶型和吡咯型为主，氧以C=O和C-O为主；核磁共振碳谱（13C-NMR）揭示碳骨架主要由脂碳区、芳碳区和羰基区三部分组成。以上述实验结果为基础，结合ACD/ChemSket软件构建了煤样分子结构模型。通过Materials Studio软件，应用分子力学和分子动力学方法，对结构模型进行能量最小化模拟得到最稳定构型。应用量子化学方法对键长、键级和... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

煤热解反应路径Fig.1-1Pathsofpyrolysisreactions

太原理工大学硕士研究生学位论文第二章 研究区概况及煤样采集与实验2.1 研究区地质背景西山煤田位于山西省中部，太原市西侧，本文研究区即屯兰矿区位于西山煤田西（图 2-1a）。西山煤田主采矿区为西山矿区，下辖 31 个开采井田。西山矿区行政涉及太原市尖草坪区、万柏林区、晋源区、古交市、娄烦县、清徐县及吕梁市交城县水县等县市。矿区南北最长约 70.5km，东西最宽约 55.7km，面积 2126.7km2。矿区主干道与太旧、大运、太长等高速公路相连，各矿铁路专用线与石太、京原等铁路，地理位置优越，交通运输便利（图 2-2）。

太原理工大学硕士研究生学位论文1 构造西山煤田四周受区域性构造控制：北以煤层露头为界，西以西社断层为界，东断层为界，东以晋祠断层为界。主要构造形迹有：南北向构造、北东东向构造北北东向构造，以及其它组合构造（图 2-3）。这些构造多为燕山运动以来的对燕山期以前的构造形迹进行改造或被继承下来，使矿区构造形态趋于复杂化

【参考文献】：
期刊论文
[1]热分析-质谱联用中逸出气体的脉冲热分析定量方法[J]. 于惠梅,张青红,齐玲均,章宗德,潘秀红,陆昌伟,奚同庚,罗澜.  中国科学:化学. 2010(09)
[2]溶胶-凝胶法制备碳纳米管/SiO2复合材料过程的TG-DSC-MS研究[J]. 于惠梅,陆昌伟,宁金威.  质谱学报. 2004(02)
[3]神木煤显微组分热解的TG-MS研究[J]. 孙庆雷,李文,陈皓侃,李保庆.  中国矿业大学学报. 2003(06)
[4]柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩干酪根13C核磁共振研究[J]. 彭立才,韩德馨,邵文斌,刘青文.  石油学报. 2002(02)
[5]甲苯热裂解机理的AM1研究（Ⅱ）动力学分析[J]. 王惠,杨海峰,冉新权,史启祯,文振翼.  无机化学学报. 2001(04)
[6]煤的热解研究IV.官能团热解模型[J]. 朱学栋,朱子彬,张成芳,唐黎华.  华东理工大学学报. 2001(02)
[7]碳源甲基苯热裂解机理的密度泛函动力学研究[J]. 王惠,杨海峰,翟高红,文振翼,冉新权,史启桢,罗瑞盈,杨延清.  化学学报. 2001(01)
[8]三种不同煤阶煤的模拟热解实验研究（Ⅰ）气态产物组成特性及其演化规律[J]. 赵融芳,黄伟,常丽萍,朱素渝,谢克昌.  煤炭转化. 2000(04)
[9]煤结构的研究及其发展[J]. 陈昌国,鲜学福.  煤炭转化. 1998(02)
[10]用NMR研究低温热处理对低煤化度煤化学组成结构的影响[J]. 郑昀辉,戴中蜀.  煤炭转化. 1997(04)



本文编号：3529722