张小东,张 鹏

(1.河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454000;2.中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京 100083)

不同煤级煤分级萃取后的XRD结构特征及其演化机理

张小东1,2,张 鹏1

(1.河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454000;2.中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京 100083)

基于溶剂萃取的方法,采用苯、CS2、丙酮以及THF等4种溶剂对褐煤、焦煤、低级无烟煤、中级无烟煤等进行分级超声萃取,并借助于X-射线衍射法,对原煤及其萃取物的微晶结构参数进行了测试。研究发现:①随着煤级的变化,溶剂的分级萃取率呈现相同的变化趋势,焦煤的萃取率最大,其次是褐煤,无烟煤萃取率最小;②4个煤样中,THF溶剂的可溶组分最多,其他3个溶剂的萃取率对比关系因煤级不同而略有差异,原因在于萃取率受到煤的显微组分和小分子化合物组成影响;③与原煤相比,萃余物的芳香层间距d002减小,而堆砌度Lc、延展度La均略增大,计算得到的芳香层片堆砌层数增多;④溶剂萃取条件下,煤的不同微晶结构参数的变化机理不同,表现为La主要与溶胀度有关,Lc受溶胀度和小分子相的溶出量有关,d002则是溶胀作用,小分子相溶出量以及溶剂分子的填充情况共同作用的结果;萃取后,芳香层片堆砌层数N的增加是由于Lc和d002变化后的计算效应引起的,而非事实上的增多。

煤级;分级萃取;微晶结构参数;演化机理

煤的组成与结构的研究是煤化学研究的重点,对煤分子结构的研究与认识也是改善现有煤炭利用技术,发展新的煤炭利用技术的前提和基础[1]。……