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为了研究不同煤化程度煤的热解气相产物、热解动力参数,采用热重-红外光谱-质谱（TG-IR-MS）联用技术对4种不同热演化程度的煤进行了热解实验。实时记录了4种煤样在30~1 100℃、10/min℃升温速率、氦气气氛下热解过程中释放的各种气体成分及其释放量的变化趋势。研究结果表明,随煤热演化程度升高,煤的失重率和最大失重速率逐渐降低,与煤的干燥无灰基挥发分呈正相关关系;随着热解温度的升高,煤中逐渐释放出水、甲烷、二氧化碳、氢气和二氧化硫等小分子气体,且随着煤化程度的升高,各种气体的释放峰逐渐向高温处偏移,说明煤的热稳定性逐渐升高。不同变质程度煤的热解动力学分析结果表明,随着煤变质程度增高,其活化能逐渐降低,说明其热效应强度和发生热解反应的能力在逐渐降低。 相似文献
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高温高压下煤变形的实验分析 总被引：3，自引：1，他引：2
通过对不同温度、压力实验条件下,不同煤级煤的应力－应变曲线特征分析,探讨了不同煤化程度煤的变形行为及其影响因素,论述了温度和压力在不同煤级和不同实验条件下具有的不同作用。在中煤级阶段,虽然围压的增大可在一定程度上提高煤的强度,但温度的影响更为重要。较高煤级在小应变阶段,温度起主导作用;而到了大变形阶段,围压的作用又逐渐上升到主导地位。此外,在一定的条件下,煤中气体的产生和释放对煤的变形行为具有显著 相似文献
3.
煤红外光谱的精细解析及其煤化作用机制 总被引：1，自引：0，他引：1
应用傅立叶红外光谱(FTIR)分析技术,采用计算机曲线拟合方法对红外光谱进行分峰处理,通过对自然演化系列和人工模拟实验系列样品的研究,定量分析了不同煤化程度煤的红外光谱特征。研究表明,煤的红外光谱在一定程度上可以定量表征煤化作用程度。含氧基团和烷基侧链随煤化程度的增高以不同的速度发生脱落,且脱落的速度具有明显的阶段性:羧基的减少主要发生在Rmax为0.5%之前,但可以持续到肥煤阶段;脂肪基团的脱落主要发生在沥青化作用阶段内,并导致生成大量的烃类,沥青化作用之前发生的脂肪基团的脱落是煤的未熟和低熟油形成的主要原因;在沥青化阶段之后的高演化阶段,煤中的烷基侧链已经脱落殆尽,芳环缩合程度明显提高。红外光谱的分峰技术和定量,为精细解析煤的结构特征和煤化作用研究提供了一种新的方法。 相似文献
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对安太堡露天矿气煤的三种基本煤岩有机显微组分的热解特性和氮元素的变化规律进行了考察.煤岩显微组分用等密度梯度离心分离法进行富集,煤岩显微组分的热解特性采用热重分析仪在400～900℃温度条件下进行分析,热解焦的结构用红外光谱分析仪进行分析,氮元素的变化规律用元素分析仪进行分析.实验得到如下结果:由于其结构不同,安太堡露天矿气煤的三种有机显微组分热解特性有显著差异,在400℃下,稳定组的总挥发分产率最高,高达34%,而惰质组只有其十分之一,随着热解温度的升高,三种显微组分的活性差异逐渐减小;热解焦的结构也发生了很大变化,随热解温度增高,焦中的脂肪氢、醚键的吸收峰逐渐变小,芳香核吸收向低频移动;焦中的元素摩尔比C/H逐渐增加,C/N在800℃时有最小值;显微组分焦脱氮率随温度升高而增加,和热解反应性有区别,稳定组热解脱氮率最高,镜质组最低. 相似文献
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湖南寒婆坳矿区热变质煤结构演化及其矿物学特征响应 总被引：1，自引：0，他引：1
采用X射线荧光光谱(XRF)、差热分析(DTA)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)等表征手段对湖南寒婆坳矿区热变质煤的化学组分、物理性质、结构演化与其矿物学特征响应进行了研究。结果表明：岩浆侵入体的热力及构造应力作用促进煤化程度升高逐渐转变为隐晶质石墨,氢、碳原子数目比(H/C)逐渐降低,矿物主要为伊利石、绿泥石、叶蜡石、石英及黄铁矿等;随变质程度增加,真密度升高,孔隙度与电阻率降低;在400℃之后,失重曲线下降缓慢且斜率变小,显示深度裂解与脱落较少。 d 002、 L a、 L c的演化趋势呈非线性变化,显示煤有机大分子结构向石墨化演化的过程中呈现“跃变”;隐晶质石墨样品的晶体结构主要为2H型石墨结构,不同程度地含有3R多型,石墨化度为0. 47~0. 84,石墨晶体轴长 a 为0. 2469~0. 2471 nm, c 为0. 6738~0. 6762 nm,晶胞体积 V 为0. 03562~0. 03570 nm3,显示靠近岩体晶胞体积减小;随着变质程度升高, L a、 L c迅速增加,堆叠层数急剧增大,煤内部空间结构趋于有序化,拉曼参数 A D1、 P (G- D1)逐渐降低。 相似文献
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湖南省煤的热谱特征及其研究意义 总被引：1，自引：0，他引：1
煤的热谱(DTA、DSC、TG)特征与煤的其他物化特征参数一样,是煤大分子结构特征的反映,可作为研究煤化作用的参考和无烟煤分类的辅助标志。本文介绍了湖南省不同变质程度煤的热谱特征和试验所发现的热谱曲线、峰温与煤及瓦斯突出强度、无烟煤三小类的关系,并试验证明利用热分析曲线进行煤层对比的可能性。 相似文献
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煤变质古地温恢复方法探讨 总被引：2，自引：1，他引：1
煤和其它有机质一样,其变质作用主要取决于所遭受的最高温度及其持续的时间,压力不是主导因素。在煤化作用过程中压力仅能使煤的物理结构、构造发生变化,对中变质阶段的煤化作用却起延滞作用,温度的升高能大大加速煤化作用进程,故煤的煤化作用可以说是一种热的演化过程。 相似文献
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中国特有煤种——树皮煤,因具有高氢、高挥发分及高焦油产率等特点而备受关注,而其中富含的特殊显微组分——树皮体,其热性质一直未得到深入研究,直接影响树皮煤的合理利用。采用热重分析仪对不同升温速率下树皮体、镜质体及原煤(树皮煤)的热解失重特征进行了对比研究,并结合工业分析和元素分析结果,讨论了树皮体的化学性质。研究表明:随着升温速率的增加,树皮体、镜质体和树皮煤的TG和DTG曲线均不同程度的向右侧高温区移动,最大失重速率相应减小,升温速率对树皮体的DTG曲线变化影响较大。尽管使用的升温速率不同,而树皮体的DTG曲线峰形均具有窄而尖的特点,说明树皮体的受热变化比较剧烈。同时,树皮体的总失重量均大于镜质体和树皮煤。 相似文献
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文章通过小角X 射线散射（SAXS） 的方法研究了自然演化系列不同煤级煤的纳米孔隙结构和分布特征。结果表明,
随着煤级的增高,孔隙表面分形呈多阶段变化： Ro＜0.89%,壳质组开始逐渐液化,发育大量孔隙,分形维数不断增大;
Ro 为0.9%~1.5%,因挥发分生油充填孔隙和原油沥青的芳构化等作用,而使微孔表面平整光滑,分形维数减小;Ro 为1.5%
~3.5%,镜质组裂解生气发育了大量纳米孔隙,分形维数再次增大;随后逐渐石墨化,表面分形再次降低。煤中纳米级孔
隙主要集中在50~100 nm 范围内。其中细介孔（2~10 nm） 体积百分比占0.21%~3.12%,中介孔（10~25 nm） 体积百分比占
5.06%~11.28%,粗介孔（25~50 nm） 体积百分比占21.06%~26.36%,大孔（50~100 nm） 所占体积百分比最大,高达
64.63%~68.36%。随着煤级升高,煤样的最可几孔径不断减小,最可几孔径由80 nm 减小到10 nm,减小的速度由缓到快;
中介孔和细介孔体积百分比不断增大,与成熟度分别呈对数和线性关系;粗介孔和大孔百分比不断减少,与成熟度呈对数
关系。最可几孔径变化也十分明显,在低煤化烟煤阶段时,随煤化程度增高最可几孔径略有下降（峰值处的孔径范围在
75~71 nm 内）,中高煤化烟煤阶段时,随煤化程度的增高最可几孔径呈较明显的下降趋势（峰值处的孔径范围在78~53 nm
内）,到无烟煤阶段时,其孔径则快速下降（峰值处的孔径范围在72~9 nm）。 相似文献
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采用煤质化验、XRD、SEM等测试手段,分析煤的化学组分、结构特征、显微构造等特征,结合古应力估算值、古温度和应变速率等结果,探讨了湖南新化地区煤变形变质特征与构造环境的关系。结果表明:煤样的d002值为3.36~3.39 nm,受天龙山构造挤压的局部应力场及叠加岩浆构造热的作用,煤逐渐转变为隐晶质石墨,结晶颗粒是由细小的鳞片组成的集合体,粒径集中在50~250 nm;石墨3R型含量随着煤化程度升高,石墨晶体开始增加,Rh相的数量减少;构造变形环境属于低温低围压高应变速率的浅层脆性-韧脆性构造域;天龙山岩体提供了构造热源,侧向挤压应力使寒婆坳向斜煤大分子结构有序化,层面间距减小,形成隐晶质石墨。 相似文献
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压汞实验在中-高阶煤的孔隙测试中得到了广泛的应用。然而对于低阶煤，由于其煤体疏松、易碎，压汞的增压过程会造成孔隙结构破坏，导致实验结果不准。为了准确评估压汞实验对低阶煤孔隙结构的损伤，选取褐煤和长焰煤为研究对象，同时利用压汞与核磁共振测试煤的孔径分布。结果表明，压实与凝胶化程度低的褐煤和长焰煤，压汞测试过程破坏了其大中孔的原生结构，从而导致中孔比例升高；同时受基质压缩效应影响导致微孔体积偏高。随着煤化作用增强，长焰煤较褐煤所受的影响逐渐减小。进一步通过氮气吸附实验对压汞高压段的测试结果进行校正，以消除基质压缩效应引起的煤体弹性变形所带来的误差，其中，褐煤压汞校正前测试误差为87%，而校正后仅为18%。实验研究表明，联合利用核磁共振测试、氮气吸附实验可显著提高压汞法用于低阶煤孔隙测试结果的准确性。 相似文献
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为了探讨中-高煤级深部煤层孔隙结构特征和吸附性,以陕西宜川和山西柿庄地区埋深100~1 800 m的中-高煤级样品为研究对象,对样品进行了煤岩煤质分析以及压汞法、核磁共振、低温液氮和等温吸附等测试,结果表明：(1)随着深度的增加,煤层吸附孔含量增多,渗流孔含量减小,渗透性降低,储层物性变差。(2)比表面积和总孔体积在1 000 m附近出现高值区域,随后才出现如前人所述的随深度逐渐降低的趋势,这与小孔的贡献率一致,可见比表面积和总孔体积并非完全由微孔决定,小孔作用显著。(3)深部煤层吸附性是压力的正效应与温度的负效应共同作用的结果,随着压力的增高,吸附量明显增加,温度每升高1 ℃,吸附量平均减少0.25 cm3/g;兰氏压力并不是简单地随温度递增而递增,而是存在随温度变化的拐点(35 ℃),大于拐点温度时,兰氏压力才呈现增高趋势。 相似文献
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腐泥煤变质系列的红外光谱和X衍射特征 总被引：4，自引：1，他引：4
对淄博、滕县两煤田不同煤级与腐植煤共生的腐泥煤系列进行了对比研究。红外光谱特征为：反映芳环－Ｃ＝Ｃ－键伸缩和弯曲振动的１６００ｃｍ－１峰的吸收值都小于共生腐植煤；反映芳烃ＣＨ基团面外弯曲振动的８８０ｃｍ－１峰只在腐植煤中出现，而８１０ｃｍ－１峰的吸收值全部高于腐植煤；两次出现了在腐植煤中从未出现过的８１０ｃｍ－１＞７５０ｃｍ－１的情况；芳烃结构指数＞０８，而腐植煤则全部＜０８。Ｘ线衍射结果：ＬＣ都随煤化作用的进行逐渐增大，在Ｃｄａｆ为９２％±达峰值，然后又逐渐变小；两个系列相比，全都是腐泥煤较大；Ｌａ都随煤化作用的进行逐渐增大，大部分腐植煤比腐泥煤的大；ｄ（００２）都随煤化作用的进行逐渐变小，两个系列相比都是腐泥煤的较小。 相似文献
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本文通过不同温、压实验条件下,不同煤级煤的应力-应变曲线及超微变形构造特征分析,深入探讨了不同煤化程度煤的变形行为及其影响因素。阐明了高温高压和差异应力作用是促使煤结构由无序向有序方向转化,使大分子结构有序畴和定向性增大的重要因素。论述了温度和压力在不同的煤级和不同的实验条件下,具有不同的作用。在中煤级阶段,虽然围压的增大可在一定程度上提高煤的强度,但温度的影响更为重要。较高煤级在小应变阶段,温度起主导作用;而到了大变形阶段,围压的作用又逐渐上升到主导地位。在整个变形过程中,定向压力都是不容忽视的重要因素。 相似文献
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我国2 000 m以浅的焦煤煤层气资源量约1.214 7×1012 m3,占全国煤层气总资源量的3.3%,主要分布在华北、西北和西南等三大含气区。为了评价我国焦煤煤层气资源潜力,收集和测试了全国范围内的82件焦煤煤样的煤岩、煤质、工业分析、压汞实验和等温吸附实验数据,研究结果表明:随着煤化程度的增加,焦煤碳元素质量分数增加,而挥发分、氧元素和氢元素逐渐减小,且氧元素减少的速度大于氢元素;焦煤大孔、小孔和微孔较为发育,中孔发育较差;比表面积主要集中在小孔和微孔,大孔和中孔对比表面积的贡献甚微;焦煤孔隙度和总孔容与煤阶之间显示出"U"型关系,当1.20%max<1.40%时,焦煤的孔隙度和总孔容随着煤化程度的增加而减少,在Rmax=1.40%附近孔隙度和总孔容达到最低值,当1.40%max<1.70%,孔隙度和总孔容随着煤化程度的增加而增大;焦煤饱和吸附量平均约20.79 cm3/g,Langmuir压力随着煤化程度的增加而减小,Langmuir体积随着煤化程度的增加而增加。 相似文献
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构造变形对煤化作用进程的影响—以大别造山带北麓地区石炭纪含煤岩系为例 总被引：14，自引：0，他引：14
以大别造山带楚地区石炭纪含煤岩系为研究对象,利用显微及超微分析手段,将构造煤划分为脆性变形和韧性变形两大类,结合X衍射分析方法研究结果认为,脆性变形不引起煤级的变化,而韧性变形可以促进煤的变质;温度是引起煤级升高的主导因素,定向压力是煤化作用进程的“催化剂”。 相似文献
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贵州省五轮山矿区的含煤地层为龙潭组,钻孔煤心化验资料和瓦斯解吸数据、煤样压汞试验表明,可采煤层显微煤岩类型以微镜惰煤为主,煤化作用符合深成变质作用的一般规律,煤体原生结构煤占优势。主煤层孔隙结构特征的孔容和孔表面积差异较大,因此可采煤层含气较高,解吸能力相对较弱。 相似文献