炼焦煤热解胶质体原态特性及其演化规律
白效言
摘要：为了深入研究炼焦煤成焦过程中形成的胶质体特性以及煤焦微观结构在热解过程中的演化规律,采用原态热解装置对古交焦煤、临汾肥煤与淮南1/3 焦煤样品进行热解实验,制备胶质体原态半焦,并结合煤样的热重(TG)和吉氏流动度特性,对不同温度下的原态半焦进行拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及焦炭显微强度(MSI)表征,解析胶质体的软化-熔融-固化过程.结果表明:古交焦煤、临汾肥煤、淮南 1/3 焦煤 煤样的最大热失重速率(Kmax)分别为 0.30%/min、0.58%/min、0.84%/min,对应的温度点(Tmax)为482.2、462.3、431.2℃,均与胶质体熔融阶段重叠.随着热解温度(T)由初始软化温度(Ts)升至固化温度(Tr),半焦的半峰宽(FWHM)增大,相对吸收强度(AG/Aall)增大,AD3/AG与AD1/AG均减小,AD4/AG先减小后增大,表明半焦有序度增加、缺陷减少以及微晶结构单元逐渐完善.其中,温度由Ts至Tr,古交焦煤、临汾肥煤、淮南 1/3 焦煤 的AG/Aall分别由 16.38%增至 17.21%、15.29%增至17.76%、14.75%增至17.01%;另外,FWHM由小到大的排序为古交焦煤、临汾肥煤、淮南 1/3 焦煤.随着T由Ts升至Tr,半焦的芳香度(fa)、碳微晶堆叠厚度(Lc)与微晶中碳平面尺寸(La)等微晶结构参数均增大.温度由 Ts～Tr,古交焦煤、临汾肥煤、淮南 1/3 焦煤 的 La分别由2.87 nm增至3.47 nm、2.34 nm增至 3.38 nm、2.40 nm增至 3.36 nm;Lc分别由 2.13 nm增至2.27 nm、2.04 nm增至2.24 nm、2.02 nm增至2.18 nm.随着T由Ts升至Tr,半焦表面孔隙逐渐增多且孔径逐渐增大.选取淮南 1/3JM 煤样在 401～950℃不同热解温度下热解,当T＜Tr时,焦样MSI值接近于0;当T由474℃(Tr)增加至950℃,焦样MSI值由10.20%增加至56.95%.
关键词：胶质体原态特性炼焦煤微晶结构相对吸收强度吉氏流动度芳香度堆叠厚度
分类号：TQ530.2(煤化学及煤的加工利用)
论文发表日期：2025-05-30
页数：10( 1-10 )
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