乌兰煤生物产气过程中大分子结构变化特征研究

煤炭转化
网络首发时间：2024-08-28 17:16:37

作者

夏大平秦旭邓泽石尚威李
单位

河南理工大学能源科学与工程学院煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南省煤矿岩层控制国际联合实验室河南理工大学资源环境学院中国石油勘探开发研究院陕西延长石油集团有限责任公司研究院
摘要

为了阐明煤的大分子结构特征以及在生物产气过程中的变化，选择内蒙古锡林郭勒盟乌兰图噶矿地区的褐煤进行生物产气实验，通过13C-NMR、元素分析、X射线光电子能谱等测试来研究其结构变化特征。结果表明：乌兰原始煤样的芳香结构基本单元由3个苯环、3个萘环、1个蒽环和3个吡咯组成，碳原子总数为129个。经过微生物的生物产气作用，碳原子总数减少了18个，其中芳香族碳数量为1个，脂肪族碳数量为17个。乌兰原始煤样大分子结构中的脂肪碳原子为55个，生物产气结束后，脂肪碳减少了21.8%，亚甲基碳减少了25%，次甲基碳和季碳减少了16.7%，氧接脂碳和甲基碳分别减少了14.3%和33.3%。对乌兰煤样的大分子结构阶段分析显示，煤大分子的芳香结构基本单元和侧链脱落主要发生在水解阶段。在后期产甲烷阶段，煤的结构改造基本停止，仅依靠已脱落于反应液中的物质参与生化反应。这证实了在生物产气过程中，煤大分子结构向更高芳构化程度的转化是一个显著的趋势。
关键词

大分子结构褐煤变化特征芳香结构基本单元脂肪碳
文章目录

0 引言
1 实验部分
1.1 样品采集与分析
1.2 生物产气步骤与结果分析
2 测试项目与结果分析
2.1 测试项目
2.1.1 核磁共振碳谱测试
2.1.2 元素分析测试
2.1.3 X射线光电子能谱测试
2.2 测试结果分析
2.2.1 碳骨架结构变化特征
2.2.2 元素含量变化特征
2.2.3 表面元素赋存形态
2.3 煤表面大分子结构变化特征
2.3.1 芳香结构单元变化特征
2.3.2 脂肪碳结构单元变化特征
2.3.3 杂原子结构变化特征
3 结论
引用格式

夏大平,秦旭,邓泽,等.乌兰煤生物产气过程中大分子结构变化特征研究[J/OL].煤炭转化,1-15[2024-08-29].http://kns.cnki.net/kcms/detail/14.1163.TQ.20240828.1033.004.html.
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