赵钰琼 何守琪 魏永永 王莉萍 安 娜 张永发

(1.太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室，030024 太原；2.山西国新气体能源研究院有限公司，030006 太原；3.太原理工大学化学化工学院，030024 太原)

0 引 言

我国低阶煤已探明储量达2 000亿t，且大多具有低灰和低硫等优点，但由于没有黏结性或黏结性较弱而不能用作炼焦煤[1-2]。通过改性将低阶煤转化为黏结性煤，并用作气化焦或冶金焦配煤原料，不仅可实现褐煤等低阶煤的高效利用，而且有利于扩大炼焦煤资源。

根据真实气体的pVT性质：pV=ZnRT，CO初压可反映出亚临界H2O-CO体系中CO的物质的量。本研究调整CO初压及分别以H2和N2替代CO考察CO对改性煤黏结性的影响，并利用GC，FTIR，13C-NMR和ESR等方法，分析不同改性煤结构及气固相产物特性，以期认识CO对煤改性增黏的作用机制。

1 实验部分

1.1 实验原料

以内蒙古褐煤为原料，将其研磨至0.15 mm用于改性；标准无烟煤用于测定煤黏结指数。二者的工业分析、元素分析和黏结指数测定结果见表1。

表1 煤样的工业分析和元素分析及黏结指数Table 1 Proximate and ultimate analyses and caking indexes of coal samples

1.2 煤改性实验

褐煤改性实验在300 mL高压反应釜中进行。具体步骤为：称取褐煤20.0 g和水25.0 g，添加Na基催化剂质量为煤质量的1.25%，均匀混合后加入高压反应釜中，然后充入CO气体分别至2.0 MPa～5.0 MPa，并程序升温至330 ℃，此时达到水的亚临界状态，形成了亚临界H2O-CO体系，反应60 min后停止加热。待反应釜冷却至室温，利用GC-950和GC-9890A气相色谱仪分析反应釜内气体产物组分。最后，取出釜内液固混合物经抽滤干燥后制得改性煤，记为Mp，其中p表示煤改性实验的CO初压。……