煤结构演化与生气过程关系研究

摘要：

利用傅里叶红外光谱分析技术对煤化程度(Ro)范围为0.35％～5.32％的19个煤样进行了结构分析.分析结果表明:随着Ro值的增加,煤结构中不同的官能团具有不同的演化规律.芳环结构中C-H键在红外谱图中先增加,当Ro＞3.0％后逐渐减小.含氧侧链与脂肪族侧链随着Ro值增加,吸收峰强度总体呈减弱的趋势.含氧官能团的含量在逐渐的减少,Ro＞2.5％时,煤结构中基本不再含有含氧侧链;脂肪族侧链Ro＜2.0％时,脂肪侧链随着煤化程度的增加快速减少,Ro＞2.0％时脂肪族侧链在煤结构中缓慢减少,当Ro＞2.5％时,在煤结构中检测到的脂肪侧链已经很少.煤结构的上述演化规律预示着煤在不同的演化阶段具有不同的生气特征.Ro＜0.8％含氧侧链在煤结构的快速减少说明CO2气的生成主要发生在相对低的演化阶段;脂肪侧链两段式的演化规律说明煤的主要生气(烃类气体)阶段发生在Ro＜2.0％,而煤生气结束的煤化程度界限为Ro＞5.0％.煤在石墨化过程中从芳环上脱落的氢与煤在演化阶段生成的CO2之间发生的费—托反应可能是过成熟阶段煤成气碳同位素倒转(反转)的一个重要因素.

关键词：煤化学结构、傅里叶红外技术、生气机理、生气结束界限

所属期刊栏目：28

分类号：TE132.2(石油、天然气地质与勘探)

资助基金：国家自然科学基金项目41673047,41572125;国家科技重大专项2016ZX05007-003

在线出版日期：2017-08-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：863-872