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1、分類號：TQ530.2密級：不涉密學號：2015210555單位代碼：10759石河子大學碩士學位論文煤中萃取物對其結(jié)構(gòu)和熱解行為的影響學位申請人朱平指導教師張建樹副教授申請學位類別工程碩士專業(yè)名稱化學工程研究領(lǐng)域煤化工所在學院化學化工學院中國·新疆·石河子2018年6月EffectofextractsincoalonthestructureandpyrolysisbehavioursofcoalADissertationSubmittedtoShiheziUniversityInPartialFulfillmentoftheRequ
2、irementsfortheDegreeofMasterofEngineeringByPINGZHUDissertationSupervisor:AssociateProf.JianshuZhangJune,2018石河子大學學位論文獨創(chuàng)性聲明及使用授權(quán)聲明學位論文獨創(chuàng)性聲明本人所呈交的學位論文是在我導師的指導下進行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中作了明確的說明并表示謝意。研究生簽名：時間：年月日使用授權(quán)聲
3、明本人完全了解石河子大學有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，學校有權(quán)保留學位論文并向國家主管部門或指定機構(gòu)送交論文的電子版和紙質(zhì)版。有權(quán)將學位論文在學校圖書館保存并允許被查閱。有權(quán)自行或許可他人將學位論文編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫提供檢索服務(wù)。有權(quán)將學位論文的標題和摘要匯編出版。保密的學位論文在解密后適用本規(guī)定。研究生簽名：時間：年月日導師簽名：時間：年月日摘要中國煤炭資源相對豐富，而石油和天然氣資源相對匱乏，長期依賴進口且對外依存度高?！案幻荷儆腿睔狻钡哪茉促Y源稟賦決定了煤炭是我國能源的主體，在一次能源結(jié)構(gòu)中煤炭占70%左右。新疆地處邊疆，幅員遼闊，
4、境內(nèi)煤炭資源豐富，預測的資源總量約為2.2萬億噸，占全國的40.6%。煤富含芳烴結(jié)構(gòu)，尤其是縮合稠環(huán)和雜環(huán)等，這對煤制取高附加值化學品是有利的，對其清潔高效的利用可促進地方經(jīng)濟發(fā)展、保障國家能源安全。在煤轉(zhuǎn)化過程中，熱解是關(guān)鍵步驟，深化認識煤熱解過程，可促進煤制燃料和化學品技術(shù)的發(fā)展。本文以煤的兩相模型為基礎(chǔ)，進行煤熱解的研究，以“煤的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型–萃余煤和溶脹煤的結(jié)構(gòu)和熱解行為–產(chǎn)物組成及特征”為主線進行研究。選取新疆地區(qū)的淖毛湖褐煤、伊犁次煙煤、呼圖壁不粘煤為研究對象，用20%CH3COOH溶液預處理煤樣48h，然后分別進行吡啶溶
5、劑索式抽提和吡啶蒸汽溶脹處理，對萃余煤和溶脹煤進行結(jié)構(gòu)表征和熱解實驗，通過分析結(jié)構(gòu)和熱解行為，探究煤中萃取物對煤的結(jié)構(gòu)和熱解行為的影響，其結(jié)果如下：（1）通過20%CH3COOH溶液預處理原煤，在一定程度上改善了煤的孔結(jié)構(gòu)，增加了其平均孔徑和孔隙率。利用CH3COOH的離子交換作用，將羧酸鹽變?yōu)轸人峄鶊F，減少了煤中金屬陽離子，如Ca2+、Mg2+、Na+、K+等，有效地破壞了煤中離子鍵；作為有機酸，CH3COOH脫除了煤中碳酸鹽礦物質(zhì)，而對煤的共價鍵結(jié)構(gòu)改變有限，促進了煤熱解反應(yīng)。（2）作為溶劑，吡啶是非常好的煤的萃取劑，可以得到較高
6、的萃取率；同時吡啶也是良好的氫鍵受體，溶脹過程能夠斷裂煤中的氫鍵，破壞了煤中的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。煤顆粒粒徑越小、萃取率越低，萃取物中脂肪烴和含氧基團含量越高，可溶的小分子化合物越多。經(jīng)萃取處理，在不同程度上增大了煤的平均孔徑，提高了煤的孔隙率，而溶脹作用相反。（3）熱解實驗結(jié)果表明溶脹煤的焦油收率有所增加，而萃余煤的焦油收率減低明顯，但氣體收率增加明顯。萃取物被抽提出，不僅使煤的熱解焦油收率降低，其半焦的微孔結(jié)構(gòu)比例也大大減少，主要由于萃取作用減少了微孔結(jié)構(gòu)，同時在熱解過程中，由萃取物分解縮聚新生成的微孔結(jié)構(gòu)也減少。萃取物是煤的重要組成部分，
7、易受熱裂解，對煤熱解過程有著重要的影響。通過選擇性斷裂煤中離子鍵、氫鍵等非共價鍵，對比分析，萃取物在原位（溶脹煤）和缺失（萃余煤）狀態(tài)對煤結(jié)構(gòu)和熱解行為的影響。通過以上研究表明，低濃度有機弱酸預處理有效地破壞了煤中離子鍵，溶脹作用破壞了煤中氫鍵和交聯(lián)結(jié)構(gòu)，減少了熱解縮聚反應(yīng)。萃取作用在抽提出萃取物時，也松弛了煤的大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，擴大了煤的孔隙，有利于揮發(fā)分的擴散。萃取物對煤熱解產(chǎn)生的焦油有著重要的影響，是其形成的重要來源。萃取物受熱形成的液相產(chǎn)物（膠質(zhì)體）可以穩(wěn)定自由基碎片，減少了二次反應(yīng)，其裂解是形成半焦微孔結(jié)構(gòu)的主要來源。關(guān)鍵詞：
8、新疆煤；溶劑萃?。贿拎ふ羝苊?；煤結(jié)構(gòu)；熱解行為AbstractChinaisrichincoalresourcesbutisrelativelyshortofoilandnaturalgaswithahigherDeg
