低变质煤结构分析及其与热解焦油产率关联性研究 论文

本篇论文主要探讨了低变质煤的结构特点，并分析了这些结构特征如何与热解过程中焦油产率产生关联。研究利用元素分析仪和固体核磁共振技术对六种不同低变质煤样品的组成和结构进行了测定，并通过分峰拟合软件对C-NMR谱图进行了半定量计算，以分析影响焦油产率的各种有机碳结构类型。研究通过元素分析仪对煤的元素组成进行了定量分析，这包括碳、氢、氧、氮和硫等元素的含量。而固体核磁共振技术（C-NMR）是研究煤结构的有效手段，它可以提供煤分子内部有机碳种类的详细信息。利用固体13C-NMR可以半定量计算煤样品中不同类型的有机碳含量，包括脂环碳、烷基碳、芳香碳等。研究结果表明，不同煤样中亚甲基碳含量较高，它在煤结构中占据主要比例。亚甲基碳是指煤样结构中脂肪碳中的亚甲基，通常这些脂肪族碳链较短，链长一般在7个碳原子以内。亚甲基碳含量的多少与焦油产率表现出良好的线性关系，是影响焦油产率的关键因素之一。此外，研究还指出，煤样结构中连接在短链上的支链主要以脂环侧链形式存在，而且脂链数较小。煤样的烷链支链化度、带质子芳碳含量等参数也会影响焦油产率，但相对于亚甲基碳来说，这些因素的作用较小。研究进一步发现，煤样中易断裂桥键的数量与焦油特征指数相关联。桥键是指煤分子结构中连接大分子结构的化学键。易断裂桥键的数量越少，交联反应程度越低，对焦油生成过程越有利。文章还探讨了镜质组含量、交联桥键数、易裂桥键数和脱氢含量等参数与焦油产率的关联性。通过数学软件的分析，研究发现某些参数组合对焦油产率具有较强的预测能力。例如，三元组合参数表现出与焦油产率良好的线性关系，并能显著提高预测的准确性。论文提出了一种利用核磁共振技术和数学软件分析煤结构与热解过程中焦油产率关系的新方法。这种方法不仅能够帮助理解低变质煤的结构特点，而且对于优化煤炭的热解过程、提高焦油产率具有实际的指导意义。通过这些研究，可以为煤炭资源的清洁转化和高效利用提供理论基础和技术支持。