有机溶剂萃取低分子化合物对煤自燃的影响试验研究
方珍珠1
朱建文1
张杰2
李江江3
崔传波3
1.和布克赛尔蒙古自治县沙吉海煤业有限责任公司,新疆 塔城 8347002.煤炭科学技术研究院有限公司,北京 1000273.太原理工大学 安全与应急管理工程学院,山西 太原 030024
摘要：为研究煤中低分子化合物对煤自燃的影响,基于有机溶剂萃取低分子化合物技术,选用甲醇(JC)、四氢呋喃(THF)、二甲基甲酰胺(DMF)3 种有机溶剂通过索氏萃取和超声波辅助萃取煤中低分子化合物,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)试验、比表面积测试(BET)试验分析煤结构的变化,利用程序升温试验测试低分子化合物对煤自燃的影响.结果表明:萃取方式不会影响 3 种溶剂的萃取率变化趋势,均为DMF>THF>JC;超声波辅助萃取的萃取率均大于索氏萃取的萃取率,JC、THF、DMF超声辅助萃取率较索氏萃取的萃取率分别增长了 33.77%、112.15%、87.85%.超声波辅助萃取对官能团的影响大于索氏萃取,JC、DMF、THF索氏萃取后官能团面积增加了 22.74%、25.05%、15.26%,超声波辅助萃取后增加了 28.85%、33.71%、21.31%.原煤经过JC萃取后,萃余煤的官能团含量变化幅度较小;经THF萃取后,-OH的含量减少,其他含氧官能团占比增加;经DMF萃取后,煤样中的脂肪烃含量大幅度减少,-OH和-COOH含量略微下降,C=O和C-O含量大幅度增加.萃取出低分子化合物后,孔隙的复杂程度增加,JC、THF、DMF索氏萃取后最大孔容分别达到 0.053、0.060、0.040 cm3/g,介孔占比由之前的 75.0%扩大到了 83.0%、77.5%、83.3%,大孔占比从原煤的 25.0%下降到了 17.0%、22.5%、16.7%;超声波辅助萃取后,总孔容较索氏萃取增加了 0.129、0.120、0.120 cm3/g,超声波产生的极大能量使溶剂更好地渗透到煤分子当中,萃取作用效果优于索氏萃取.萃余煤耗氧能力与萃取率的大小呈正相关关系,对于同一种溶剂来说,超声波辅助萃取煤样的耗氧量整体高于索氏萃取煤样,因为孔径和比表面积的增加给萃余煤更多的活性位点,有利于发生氧化反应;萃余煤的CO体积分数增长趋势和耗氧能力均为DMF>THF>JC,说明煤中的小分子结构对煤自燃有抑制作用.
关键词：有机溶剂萃取技术低分子化合物索氏萃取微观结构煤自燃超声波辅助萃取
分类号：TD75+2.2(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52204228)国家自然科学基金(52074285)山西省自然科学基金资助项目(2021M690530)国家能源集团国源电力科技创新资助项目(GSKJ-22-52)
论文发表日期：2026-02-20
在线出版日期：2026-03-19（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 124-132 )
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