微波輔助溶劑對煤抽提機制研究及煤組成結構分析.pdf

1、煤的組成、結構及其反應性一直是煤科學中的一個很重要的基礎問題，本論文通過對煤的溶劑抽提實驗與抽提機理及動力學研究，加深了對煤組成和結構的理解。不同煤種因成煤植物和成煤環(huán)境等的不同，造成其組成和結構的差別。論文中以神府煤（SF）為主要研究對象，同時對華亭（HT）、銅川（TC）、伊泰（YT）、攀枝花（PZH）等四種煤進行了考察，以不同溶劑借助微波方法，研究了不同實驗條件下煤的抽提結果。利用色質聯(lián)用技術分析了煤抽提物組成，利用元素分析、傅立葉

2、紅外光譜和13C固體核磁共振波譜等現(xiàn)代測試技術分析了原煤、抽提殘煤的結構及變化，并采用分峰擬合的方法計算了相關的煤結構參數(shù)如fa、fca、fal等。 比較神府煤的微波輔助抽提與傳統(tǒng)索氏抽提的結果，微波輔助抽提在較短的時間內獲得了較高的抽提率，且抽提物中化合物種類多于索氏抽提物。運用紅外光譜分析及13C固體核磁共振分析量化研究了神府煤羥基官能團及氧接脂碳、季碳等參數(shù)的變化，利用Fick擴散定律，采用最小二乘法對微波輔助溶劑抽提煤進

3、行了動力學分析，結果顯示可用以脂肪烴、芳香烴化合物溶解為主和含雜原子化合物溶解為主的兩階段化學動力學方程描述。 微波輔助下抽提溫度、時間和溶劑的改變及煤中的礦物質對抽提率和抽提物組成都有影響。溫度過高或過低都不利于雜原子化合物的溶出；隨著抽提時間的延長，抽提率增大，但煤抽提物中脂肪族和芳香族化合物種類都有減少。 變質程度相似的煤在相同的抽提條件下抽提率及抽提物族組成含量都有所差別；變質程度較高的攀枝花煤抽提物中前瀝青烯的

4、百分含量分別高于相同溶劑的其他四種煤抽提物中前瀝青烯的百分含量。 微波輔助條件下復合溶劑、分級抽提對神府煤都具有較好的溶解能力且抽提物組成也有一定的改變；表面活性劑有助于單一溶劑抽提率的提高，同時也會改變單一溶劑抽提物的組成；甲醇和乙醇溶劑中加入少量的路易斯酸后與單一溶劑抽提物相比抽提物相對集中，烷烴和芳烴化合物種類雖有減少，但兩種溶劑的抽提率都有大幅度的提高。 利用測試得到的煤分子結構官能團組成及計算出的相關結構參數(shù)如