煤灰及其组成成分对煤的反应性影响初探

煤及焦炭的化学反应性,是研究、评价煤质的重要指标之一。无论是将煤用于直接燃烧,或进行焦化、气化等加工利用,煤的反应性都是必须考虑的一个重要参数。     

煤相分析在煤储层评价中的应用

煤储层研究的重要内容是孔裂隙系统发育特征、渗透性及其空间不均一性特征。煤储层的孔裂隙特征决定煤储层的渗透性,而煤储层的孔裂隙特征主要取决于煤岩成分和煤级。对一个特定的煤层气田而言,煤级变化不大或者规律明显。煤岩成分往往成为控制煤储层渗透率分布不均性的主导因素。煤岩成分,包括有机显微组分和矿物质均受控于煤相。可以通过系统的煤相分析认识煤储层中煤岩成分、结构、层序等的空间展布特征,为科学预测煤储层的渗透率莫定基础。煤相分析在注重横向变化的同时,更强调垂向层序分析。     

渭北中阶煤中微量元素残留烃-无机矿物亲和性及其对煤成烃影响的研究

用数理统计相关分析法研究了渭北中阶煤中微量元素和残留烃的有机亲和性,提出了亲和系数的重要概念。发现微量元素在煤中有机质和矿物质中以及不同有机质之间有明显的分配规律。还阐释了渭北中阶煤中微量元素表现出不同于准噶尔低阶煤的和有机碳、S1高度关联的现象。认为这与不同成煤环境中微量元素不同的生烃催化效应有关,也与煤变质中其大分子结构中的芳香核缩合、官能团脱落以及成烃过程中微量元素在不同有机质中的重新“分配”、“迁移”有关,还与微量元素对不同成熟度的干酪根和轻重组分不同的烃类选择性富集有关。     

云南砚山干河煤矿超高有机硫煤的煤岩煤质特征

云南省砚山县干河煤矿晚二叠世吴家坪组超高有机硫煤形成于浅海碳酸盐局限台地—潮坪沉积环境。运用煤岩学、煤化学等学科理论方法,系统研究了干河煤矿1号煤层的煤岩煤质及煤相特征等。结果显示:1所测煤样全硫含量均在10%左右,有机硫含量在9%左右,属超高有机硫煤;2宏观煤岩类型以半暗型及暗淡型煤为主,显微组分则以镜质组占优势,其中主要为碎屑镜质亚组,惰质组以有细胞结构惰质组为主,煤中矿物质以黏土矿物和黄铁矿为主;3煤层形成于潮湿的还原环境,为低位泥炭沼泽,成煤植物以草本植物为主,组织结构保存差,遭受破坏程度强。     

煤中有害微量元素的赋存状态

基于前人资料的分析总结，系统探讨了煤中Ag等26种有害微量元素的赋存状态。研究结果表明：煤中有害元素或多或少都与无机质、有机质有联系，只是联系程度不同。有些在地壳中被认为彼此关系不大的元素，在煤中却密切相关。煤中B、Be、Br等主要以有机相赋存，其它有害元素主要与矿物质有关。     

815℃灰化前后淮北煤中矿物质变化特征

以淮北煤田二叠纪5、4煤层15个煤样品为研究对象,对样品在815℃下进行灰化,并采用等离子体原子发射光谱(ICP-AES)对煤灰中成分进行测定,采用X射线衍射(XRD)对原煤以及灰化后的样品中矿物质成分进行了分析.在此基础上,探讨了煤中矿物质种类及影响煤中矿物质的主要因素,分析了煤中矿物质在815℃灰化前后的变化特征.结果表明,煤中矿物质种类受多种因素影响,灰化过程中矿物质的种类、含量会发生改变,且部分矿物在高温作用下发生变化,重新组合,形成相对较稳定的新矿物,从而为今后煤灰的综合利用提供科学论据.     

绥滨盆地煤中有机元素组成及其影响因素研究

利用绥滨勘查区早白垩世鸡西群城子河组煤质测试资料,从地球化学研究分析角度,对研究区煤中有机元素含量、有机元素原子比分布特征及与挥发分产率、埋藏深度、煤化作用程度的关系进行研究,结果显示,区内煤中有机元素含量高度离散,除受泥炭沼泽环境条件影响外,还受叠加变质作用影响;煤化程度增高,深成变质煤O/C原子比与H/C原子比趋于降低,且前者明显;在煤化作用过程中煤中有机氮难以脱除而有机硫易于逸出。     

煤显微组分对煤石墨化作用的影响

煤系石墨是在岩浆接触热变质及构造变质作用下形成的煤系非金属矿产。煤系石墨与晶质石墨相比,具有品位高、易开发的特点,将成为高技术产业和新能源领域的重要原材料。综合概述了煤石墨化作用模式、影响因素以及煤显微组分对煤石墨化的影响,分析了煤石墨化研究的主要问题和发展趋势。目前,煤的物理化学结构和煤系石墨的相关研究已取得了较为显著的进展,但煤石墨化作用机制仍存在许多问题亟待解决。大量的研究集中在煤石墨化的外部地质因素,如温度、压力和介质条件对煤石墨化的控制作用,而对煤显微组分在煤石墨化过程中的作用研究相对较少。由于镜质组、惰质组和壳质组的芳环缩合程度不同,各种显微组分具有不同的芳氢和侧链取代基,从而对煤中芳香结构的演化和纳米结构的形成产生差异影响,造成煤石墨化作用效果和作用机制的复杂性。因此,充分认识显微组分对煤石墨化作用的影响可能是揭示煤石墨化机制的重要途径之一。     

中低煤阶高有机硫煤含硫结构演化特征

采用计算机曲线拟合方法对实验数据进行分峰处理,定量分析了9个中低煤阶高有机硫煤样的红外光谱(FT-IR)数据特征。研究表明,二硫醚与碳碳双键吸收峰面积比值(X₁)、硫醇与碳碳双键吸收峰面积比值(X₂)分别与R_max以及有机硫含量(S_o,d)呈显著的正相关性。煤质参数相近,有机硫含量及其占全硫比例受微环境的影响。同一煤样中,二硫醚、硫醇、二硫化铁三种含硫结构红外参数均依次递减。低煤阶及低-中阶烟煤阶段,以二硫醚、硫醇为代表的有机硫与含氧官能团的红外参数呈现此消彼长关系,且在第二次煤化跃变点附近,参数急剧增大。高有机硫煤样随煤阶升高,脂肪链支链化程度下降,芳构化程度加大,与一般低硫煤结构演化特征相符。     

东胜煤田延安组成煤模式与煤质特征

总结了东胜煤田延安组煤的两种主要成煤模式,结合煤质分析数据,探讨成煤环境条件对煤质的控制作用。研究结果显示,河流成煤模式的煤层,煤岩类型以暗淡型为主,煤中富丝质组,煤层中矿物质含量较高,灰分含量多大于10%,煤类以不粘煤为主。湖泊三角洲成煤模式的煤层,煤岩类型以光亮煤和半亮煤为主,煤中富镜质组,煤层中矿物质含量低,灰分含量少于10%,煤类以长焰煤为主。经对比两种成煤模式煤的工艺性质,认为富丝质组煤利于气化、动力燃烧、制吸附剂,富镜质组煤则首选液化和配焦。     

中国煤中有机硫的分布及其成因

对来自全国26个省、市、自治区的290个煤样中有机硫的质量分数测试及研究,发现煤中有机硫质量分数基本分布在0%¹.0%范围内。在低硫煤中硫分以有机硫为主,在高硫煤中以无机硫为主。中、高硫煤中,广西、湖南等地区很大一部分煤中硫分以有机硫为主。在所采集的样品中,高有机硫煤(有机硫>1%)均分布在华南、华北两大聚煤区,属于石炭、二叠纪煤。高有机硫煤中有机硫质量分数的变化与变质程度无明显关系。煤炭形成过程中海水作用的影响,是导致煤中有机硫含量偏高的最主要原因。     

煤地质学研究进展与前沿

煤地质学是以煤的形成、组成、煤系伴生矿产、煤层瓦斯和煤层气为主要研究内容的地质学分支。近年来随着我国和世界对煤炭资源安全开采、洁净利用的要求逐渐提高,煤及煤层气资源的勘探与开发,煤地质学的研究重点也在逐渐发生变化。通过分析2011-2015年《国际煤地质学》杂志发表的717篇学术论文,总结了近期煤地质学最新的研究热点与前沿。研究发现：煤层气资源评价以及与煤层气开发关系最为紧密的煤储层物性研究是各国煤地质科技工作者最为关注的热点;煤中的矿物质和元素地球化学一直为人们所重视;与煤的形成、开采和利用相关的煤岩学及有机地球化学,煤的自燃、燃烧与环境,沉积环境与煤炭演化,地理信息系统与矿区环境监测,矿井瓦斯,矿井构造,矿井水和煤的热解等方面的研究一直在持续开展;页岩气资源评价与开发越来越受到人们重视。     

煤中硫的地质特征和洁净煤技术的发展(英文)

媒中硫的含量大都由煤层的沉积环境控制,并取决于成煤物质是否曾受过海水影响及其受海水影响的程度。煤中硫的含量对于煤的有效利用甚为重要。这主要是因为燃煤时有相当量的二氧化硫释放到大气中造成对环境有害的酸雨。因此,煤层中硫的分布和地质特征是评估煤的品质及解决有关环境问题的一个重要参数。洁净煤技术是为了有效解决能源需求并减少用煤对环境的影响而发展起来的。它包括煤燃烧前的洁净方法（物理、化学和微生物的煤洁净法）、烟气脱硫、吸附剂喷撒和各种媒燃烧技术（流化床、气化联合循环等）。     

不同沉积环境成因煤显微组分的有机硫分布

运用扫描电镜能谱微区测试对不同沉积环境成因煤的有机显微组分进行有机硫含量的系统测定，结果表明在不同类型的煤中某一类显微组分的有机硫含量存在明显差异；同一煤中不同亚显微组分的有机硫含量也不同。综合分析发现煤显微组分有机硫含量主要受聚煤环境、组分凝胶化程度、氧化程度的影响，而聚煤环境为主导影响因素。     

煤中有机态微量元素含量与煤级关系

用逐级化学提取方法,分析了煤中有机质结构的合的微量元素含量与煤级关系。结果表明,有机态结合的微量元素在褐煤中含量比较高。烟烟中含量降低,到无烟煤阶段,有机态微量元素含量进一步降低,证明了随煤化程度增加,煤中有面态的微量元素含量降低。     

不同煤级煤及其萃余物吸附性能的研究

采用不同溶剂对褐煤、焦煤、低级无烟煤(Ro,max2.62%)以及中级无烟煤(Ro,max3.74%)等四个煤级煤样进行分级超声萃取,然后对原煤和萃余物进行平衡水预湿的方法,进行了等温吸附实验,并结合孔隙结构测试和水分含量变化,分析了溶剂萃取后萃余物的吸附性能变化及其影响因素。研究发现:(1)平衡水条件下,原煤对甲烷的吸附能力要大于萃余物,萃取后,尽管煤的组成和孔隙结构发生了变化,但并不能改变不同煤级煤吸附甲烷的能力的对比关系;(2)原煤和各级萃余物都发生了到某一压力后,吸附量随着压力增加而下降的现象,褐煤及其萃余物甚至出现负值,这可能是由超临界状态下吸附相的体积忽视后带来的效应和煤基质在压力、水分作用发生膨胀以及随着压力增加,水分在吸附孔隙中占据吸附点位的增多,造成甲烷有效吸附点位的减少等综合作用的结果。研究认为,在讨论影响不同煤化作用的煤吸附能力的因素时,应该首先考虑到煤级对吸附能力的影响;对煤化程度相近的煤,其他因素如孔隙结构和水分的变化对吸附的影响才显现,但对不同煤级煤吸附性的主要影响因素也不尽相同。在煤层气吸附研究中,吸附量下降现象应该是一个共性,其机理的解释和寻求正确的吸附相体积校正,以及一定压力下,煤基质在水分作用下发生膨胀对吸附性的影响的规律描述,都是亟待解决的重要问题。     

煤中矿物质在燃烧过程中的演化特征

通过对煤中矿物成分的研究，综合评述了煤中矿物质在燃烧过程中的演化特征即矿物质对温度的变化特征和硅铝酸盐矿物、黄铁矿的转化特征，研究表明，在不同的燃烧工况条件下煤中矿物质转化为不同的矿物质形态特征。     

我国不同时代不同煤级煤的吸附特征

通过对采自不同地区,各种煤级近500个煤样平衡水分条件下的等温吸附实验数据的统计分析,研究了我国主要成煤时代、煤级和平衡水分煤的吸附特征,以及其Langmuir体积和Langmuir压力的变化规律,分析了Langmuir常数与煤岩显微组分、矿物质含量、孔隙度的关系,探讨了煤的吸附机理及各因素对煤吸附能力影响的内在原因.     

煤有机地球化学研究进展与展望

本文定义了煤中有机元素并充实了有机地球化学概念,综述了近十年来关于煤中有机元素现状的研究、生物标志化合物、煤分子结构和煤微观超微观研究趋势,以及煤有机地球化学在地质、工业和生态环境中的应用,提出了研究存在问题并展望了未来这一领域发展趋势.近十年来,煤有机地球化学研究主要集中于高有机硫煤硫化合物、树皮煤脂肪烃和煤多环芳烃...     

兖州矿区煤中某些微量元素的赋存状态研究

微量元素的赋存状态决定其在煤的加工利用过程中释放的难易程度和毒性，弄清其在煤中的赋存状态，对准确评价元素的工艺性能、环境影响、作为副产品的可能性以及在地质意义上都是十分重要的。分析了微量元素在煤中的有机亲合性，采用数理统计方法，求得了微量元素与煤中有机显微组分、三态硫、灰分之间的相关性，并在浮沉实验的基础上，分析了微量元素的存在状态，通过研究向知，Ge、Ga、U、V、Cu、Th、Pb和Zn主要以无机态存在于煤中，F和Cl可能以有机态存在为主，As无机态和有机态存在的机率相似。