摘要: 随着全球变暖问题日益突出，CO2减排已经成为国际上关注的热点问题。煤-氧-水蒸气燃烧零排放系统（OCCSS）作为新型的减排技术，采用脱灰煤作为燃料，脱灰煤的热解过程的研究对其利用过程具有重要的影响，因此本文以准东煤为研究对象，采用高温沉降炉... 展开 随着全球变暖问题日益突出，CO2减排已经成为国际上关注的热点问题。煤-氧-水蒸气燃烧零排放系统（OCCSS）作为新型的减排技术，采用脱灰煤作为燃料，脱灰煤的热解过程的研究对其利用过程具有重要的影响，因此本文以准东煤为研究对象，采用高温沉降炉，研究了脱灰煤的热解过程，与原煤进行对比，分析了脱灰煤热解过程中的孔隙结构、碳骨架结构、以及表面碳官能团的变化规律。 对准东煤，采用了HCl/HF/HCl处理以及HNO3处理，可将煤中的灰分降低到0.2%与0.09%。HCl/HF/HCl对煤的挥发分、固定碳影响不大，但HNO3的加入导致挥发分急剧增加，同时，氧和氮含量增加，说明了HNO3的硝化作用的存在导致煤质的变化，FTIR结果表明酸洗过程大量无机元素的脱除会使羧基、羟基等含氧官能团增加。对不同酸洗方案得到脱灰煤与原煤进行反应性对比，发现酸洗之后，反应性明显的下降。 在1200℃条件下，对原煤与脱灰煤在不同停留时间下的挥发分释放过程进行对比，结果表明脱灰煤热解速率快于原煤，但最终的挥发分析出比例基本相同。表明酸洗使部分交联键断裂，有助于热解的进行，但未对整体的挥发分有影响。对不同的温度条件下的热解实验数据进行分析，选用一步反应模型求得脱灰煤的活化能E=58.88kJ/mol，指前因子k0=792.857s-1。原煤的活化能E=18.53kJ/mol，指前因子k0=16.27s-1，说明酸洗将煤中在热解过程中起到催化作用的金属元素脱除，使得脱灰煤具有较高的热解活化能。 在1200℃的热解过程（t=0.1~1.0s）中，原煤与脱灰煤形成了大量的微孔，但脱灰煤微孔数量明显小于原煤，说明了灰分脱除不利于微孔的形成。Raman结果表明随着停留时间的增加，ZD-d-char与ZD-raw-char表面石墨化程度不断增加，煤中的不定型碳含量不断增加。这是由于在较短停留时间内，有机分子官能团碎片构成的不定型结构不断增加，而酸洗过程已经脱除了一部分结合能较弱的侧链，使得脱灰煤的表面石墨化进程在热解前期变化幅度比原煤小。XPS分析结果表明焦炭表面的C-C键含量随停留时间增加明显，C-H、C-O及C=O则在热解过程中转变为各种H2、CH4、C2H6、HCN、H2O等挥发分气体脱离煤炭颗粒。 收起