不同变质程度煤热解甲烷生成特征及反应机制

【摘要】：煤热解甲烷的生成不但是煤热解的重要过程与反应,而且还是煤层气和煤成气的主要来源,因此煤热解甲烷的形成机制对煤层气、煤成气的成藏机制的理解、评价及其勘探开发均有重要的实际意义。但由于煤组成结构的复杂性,煤热解过程中甲烷的形成可能是多种化学反应的综合作用的结果,识别这些化学反应对于深入理解煤化作用过程中的化学作用机制以及甲烷的形成机理,具有重要的作用和意义。本论文借助FTIR光谱对煤化程度不同的11种煤进行了详细的结构分析,并利用热重-质谱联用(TG/MS)研究了这些煤样的热解行为、热解甲烷在线析出行为及矿物质对热解行为和甲烷逸出的影响。在详细分析几个典型不同变质程度煤热解过程中甲烷的逸出特征基础上,结合煤的组成结构特征,对煤热解过程中甲烷的生成特征及热解甲烷的生成反应机制进行了研究。主要结论如下: (1)煤热解特征:煤样的热解总失重率随煤化程度的提高而减少,特征温度随煤化程度的提高而增大,对于在中等变质 【关键词】：煤热解 热重质谱 甲烷 甲基 动力学 反应机制
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：P618.11
【目录】：

• 第一章 绪论11-21
• 1．1 煤成气成因与评价11-13
• 1．1．1 煤成气类型与成因11-13
• 1．2 甲烷生成特征13-20
• 1．2．1 甲烷生成热力学13-15
• 1．2．2 甲烷生成的动力学15-17
• 1．2．3 甲烷生成机理17-20
• 1．3 选题的依据及研究内容20-21
• 第二章 实验方法和测试方法21-27
• 2．1 煤样选取21
• 2．2 样品的脱灰预处理21-23
• 2．2．1 预备试验22
• 2．2．2 测定步骤22-23
• 2．3 实验装置23-26
• 2．3．1 热重法23-24
• 2．3．2 质谱分析仪24
• 2．3．3 热重-质谱联用24-26
• 2．4 分析测试方法26-27
• 第三章 煤的结构特征27-64
• 3．1 实验部分27
• 3．2 结果与讨论27-64
• 3．2．1 煤样的傅立叶红外分析27-29
• 3．2．2 脱灰前后煤样的红外分析29-32
• 3．2．3 煤红外的分峰拟合32-60
• 3．2．4 煤样红外参数与煤变质程度的关系60-64
• 第四章 煤样的热解特征64-74
• 4．1 实验部分64
• 4．2 结果与讨论64-73
• 4．2．1 热失重的分析64-68
• 4．2．2 脱灰前后煤样的热失重分析68-73
• 4．3 本章小结73-74
• 第五章 甲烷的生成特征及动力学74-93
• 5．1 实验部分74
• 5．2 甲烷逸出规律74-77
• 5．3 脱灰对甲烷逸出的影响77-79
• 5．4 煤样甲烷逸出速率曲线分峰拟合79-90
• 5．4．1 数据处理方法80-89
• 5．4．2 结果与讨论89-90
• 5．5 本章小结90-93
• 第六章 煤热解甲烷生成的类型分析93-113
• 6．1 几种典型煤样甲烷逸出特征分析93-98
• 6．1．1 煤样甲烷逸出特征93-94
• 6．1．2 各反应类型对甲烷及甲基生成量的贡献94-98
• 6．2 所选典型煤样的结构特征及其对热解甲烷生成特征的影响98-100
• 6．3 热解过程中甲烷的形成机制100-111
• 6．4 本章小结111-113
• 第七章 结论113-116
• 参考文献116-120
• 致谢120-121
• 攻读学位期间发表的学术论文121

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