这篇论文的核心研究内容为探讨准东次烟煤在过氧化氢(H2O2)水溶液中的氧化解聚过程及其燃烧特性。以下详细阐述该文涉及的知识点:论文中提到的准东次烟煤是中国储量丰富的低阶煤资源之一,低阶煤因其热值低、挥发分高、含水量高等特点,在能源结构中的利用存在一定的挑战。研究利用氧化解聚的方法,不仅能够研究煤的化学结构,还能够将其转化为高值化学品,为低阶煤的高效利用提供了新的途径。 H2O2作为氧化剂在煤的氧化处理中发挥着重要作用。氧化处理可以破坏煤中的孔隙结构,降低比表面积和总孔容,从而引起煤颗粒的收缩,使得煤的结构变得更加致密。同时,氧化过程中可以断裂煤中的桥键,减少芳香碳(C)含量,并促使挥发分含量增加,以及脂肪支链的减少。这些变化对煤的燃烧特性会产生影响。研究中使用热重分析仪(TGA)分析氧化产物的组成,结果表明,随着氧化温度的升高,煤的转化率会增大。此外,通过气相色谱-质谱联用(GC/MS)技术对氧化产物进行详细分析,检测到了含有不同官能团的化合物,如苯羧酸、烯酰胺、酯类等。这些物质的出现反映了煤中有机氮和有机硫的存在形式,如酰胺、磺酸和磺酰等。论文还提到,通过氧化处理,氧化残煤的O/C原子比会增加,脂肪侧链变长,脂肪族氢含量减少。同时,氧化残煤较好地保持了原有的烃醚键,促使芳香结构开环,灰分含量也相对降低。这些化学变化表明,氧化处理对煤的化学结构有明显的改造作用。燃烧特性分析是评估煤燃烧性能的重要环节。研究指出,经过氧化解聚处理的准东次烟煤在燃烧过程中,氧含量增加,挥发分含量的提升意味着燃烧过程更容易进行。同时,碳含量的降低与灰分含量的减少,也有助于降低燃烧产物的排放问题,比如减少SOx和NOx的排放。文章中还提到了通过GC/MS分析检测到的多种化合物,如二(2-乙基己基)邻苯二甲酸酯和棕榈酸含量最高。这些特定化合物的检测结果为了解氧化处理后煤中含氮或含硫物质的存在形式提供了基础数据。总结来说,准东次烟煤在H2O2水溶液中的氧化解聚过程的研究,不仅涉及到了煤化学和煤燃烧的基础理论,还包括了对煤结构的化学分析和燃烧性能评估。该研究展示了氧化处理作为一种改良方法,对于低阶煤利用的重要性和潜在价值。通过氧化解聚,可以将低阶煤转化为更具经济价值的化学品,并且能够改善其燃烧性能,为低阶煤的清洁、高效利用提供了新的视角和基础数据支持。
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