不同气氛下富油煤受热裂隙演化及热解动力学参数变化
王双明1
孙强1
胡鑫1
葛振龙2
耿济世1
薛圣泽1
师庆民1
1.陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室, 陕西 西安 710054;西安科技大学 煤炭绿色开采地质研究院, 陕西 西安 710054;西安科技大学地质与环境学院, 陕西 西安 7100542.山西大同大学 建筑与测绘工程学院, 山西 大同 037003
摘要：富油煤的清洁高效开发有助于保障我国的能源安全.选择柠条塔矿富油煤,开展了N2 和欠氧气氛条件下的加热试验,利用体视显微镜获取不同温度处理后富油煤的表观形貌,在氩气气氛中,对富油煤在 0～600℃下热重(TG)、微商热重(DTG)、差示扫描量热(DSC)进行测试,基于激光闪射法监测富油煤热导率变化,并分析了不同升温速率下活化能、频率因子等热解动力学参数的变化规律,探讨富油煤热处理后裂隙演化和热解动力学参数变化.研究结果表明:随着加热温度的升高,富油煤表面裂隙数目明显增多,逐渐贯通,且镜煤裂隙发育程度更高.相比N2 气氛,同温度下欠氧气氛中煤样裂隙率更高.质量损失率变化趋势与裂隙率相似,由于欠氧环境中煤样发生氧化反应,导致其增速更快.N2 气氛中富油煤质量损失率与裂隙率迅速提升的温度点明显滞后于欠氧气氛.室温至 350℃范围内,由于热膨胀影响,富油煤热导率随着温度升高有所增加.根据热重分析,富油煤随温度变化可分为室温至 300℃、300～500℃和 500～600℃3个阶段,在阶段Ⅰ和Ⅱ分别由于吸附水析出和有机质的分解吸热,频率因子和活化能逐渐增大;在阶段Ⅲ由于无机矿物的分解放热,频率因子和活化能降低.研究结果有助于理解富油煤高温开发过程中的结构演化机制和传热机理.
关键词：富油煤高温裂隙热分析热解动力学
分类号：TQ530(煤化学及煤的加工利用)
资助基金：陕西省两链融合重点专项资助项目(2023-LL-QY-05)国家自然科学基金(42330808)国家自然科学基金(42272209)
论文发表日期：2024-01-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 15-24 )
英文信息