典型神華煤/焦官能團分布差異和反應性對比分析

作者：向柏祥,熊小鶴,盧旭超,黃軍,呂釗敏,譚厚章

摘要：神華煤儲量巨大,因其良好的著火和燃盡特性,已成為我國主要的動力用煤之一,年消耗量超過我國煤炭總消耗量的1/10。神華煤種類較多,按灰熔點可分為高灰熔點的系列如石炭煤和準格爾煤,低灰熔點的系列如神混煤,低灰熔點煤產量大,一般是電廠的主燒煤種,為防止結渣,電廠多以低熔點煤和高熔點煤按7∶3或8∶2比例進行摻配混燒。目前的研究關注神華煤的工程燃用較多,而針對不同種類神華煤的微觀差異性關注較少,選取神混、石炭2種典型的神華煤,采用紅外光譜技術對其原煤和煤焦的官能團分布進行了表征比較,研究發現,神混、石炭2種煙煤的官能團分布相似,均存在CC和CC、—CH3、—CH2等烷烴基團以及含N、含S基團;從紅外吸收峰強度看,石炭煤官能團要高于神混煤。受熱成焦后,神混焦的—CH3、—CH2以及芳香碳碳雙鍵等官能團吸收峰強度明顯高于石炭焦。神混、石炭原煤脂肪鏈長接近,但石炭焦脂肪鏈長顯著增加,而神混焦脂肪鏈長變化并不明顯。通過掃描電鏡觀察到神混煤存在明顯的相互交替的條帶狀煤巖結構,高溫成焦后碳的晶體結構變得有序,孔隙結構明顯增加。通過熱重反應器對神混、石炭2種煤焦的氧化活性進行了比較,發現神混焦的反應活性明顯高于石炭焦,神混焦更易燃盡。因此,從燃燒特性比較看,選用神混作為主力燃用煤種是合適的。

發文機構：神華國華（北京）電力研究院有限公司 西安交通大學熱流科學與工程教育部重點實驗室

關鍵詞：官能團分布反應活性紅外光譜熱重functional groups distributionreactivityFTIRthermogravimetry

分類號： TK16[動力工程及工程熱物理—熱能工程]