霍林河褐煤热解甲烷生成反应类型及动力学的热重-质谱实验与量子化学计算

【摘要】：应用开放体系的热重-质谱联用技术(TG/MS)对未成熟的霍林河褐煤(镜质组最大反射率RmO0ax0为0.33%)进行了热解模拟,获得了甲烷的在线析出速率曲线.曲线拟合结果表明,甲烷生成速率曲线可以分解为5个峰,结合化学动力学分析,发现低温阶段甲烷的峰为吸附甲烷析出峰,其余四个峰为热解甲烷的生成峰,代表四类不同的化学反应.将煤的结构特征及量子化学的理论计算相结合,认为甲烷的生成包括4类反应,类型1为与氧等杂原子相连的脂碳断裂;类型2包含了两种反应,一种是短链脂肪烃类官能团β位断裂,另一种是所形成的长链脂肪烃类物质二次裂解;类型3是与芳核直接相连的甲基热解脱落;类型4为存在于煤结构中脂肪类物质的芳香化. 【作者单位】： 太原理工大学地球科学与工程系 煤科学与技术教育部及山西省重点实验室;
【关键词】： 甲烷 生成动力学 煤结构 量子化学计算 霍林河褐煤
【基金】：国家自然科学基金(40772097,40572094) 山西省高等学校青年学术带头人计划资助项目
【分类号】：TQ530.2
【正文快照】： 由于煤组成结构的复杂性,煤热解过程中甲烷的形成是多种化学反应综合作用的结果[1-9],由于这些反应相互交替、较难分辨,因此识别这些化学反应不但可以深入理解煤化作用过程中的化学作用机制以及甲烷的成因机制,而且也是深入认识煤大分子结构特征的一条途径.因而,国内外研究者

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