亚临界H2O-CO体系中CO对褐煤改性增黏的影响

摘要

在亚临界H2O-CO体系中开展了褐煤改性增黏研究,利用气相色谱(GC)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、13C核磁共振(13C-NMR)、热重分析(TG)和电子自旋共振(ESR)等方法,探索了CO对煤黏结性、结构特征和自由基变迁规律的影响,进而认识了CO对煤改性增黏的作用机制.结果 表明:在CO初压为4.5 MPa时对褐煤进行改性,褐煤的黏结指数(GRI)可由0显著提高至91.35.CO通过水煤气变换反应(WGSR)向体系提供活性氢(H·),提高CO初压促进了H·的生成,有利于H·向煤分子结构内部扩散实现加氢.同时,在CO初压为4.5 MPa时,褐煤中的亚甲基、氧桥键和甲基侧链等会发生断裂,并生成大量自由基,提高了芳香片层的活动性,以促进褐煤中较小的芳香层片重排形成中等分子多环芳烃自由基,这些自由基可被体系中活性氢H·稳定而生成前沥青烯等黏结性物质,从而提高了煤的黏结性.