煤转化的化学基础-2(热解)

00
202000
404000
600 600
Temperature(℃)
808000
1100000 0
1200
温度 （ C） 图 4 － 7 不 同 升 温 速 率 下 马o家 塔 煤 中 镜 质 组 的 D T G 曲 线 ( % / m i n )
结构腐植体
腐植组
碎屑腐植体
显微组分 Maceral 结构木质体
腐木质体
细屑体、密屑体
显微亚组分 Sunmaceral
结构腐木质体 充分分解腐木质体
稳定组 惰质组
无结构腐植体
凝胶体
团块腐植体
孢粉体、角质体、 树脂体、木栓质体、 藻类体、碎屑稳定 体、叶绿素体、沥
青质体
丝质体、半丝质体、 粗粒体、菌类体、
压扁的 小孢子体
云南祿劝 角质层残质煤 （透射光 x200）
随煤阶的变化？
傅家谟等《煤成烃地球化学》科学出版社，北京，1990
烟煤的微观特征－惰质组或丝质组
烟煤中含10－20％ - 成煤植物遭受不同形式和不同程度的氧化作用后形成 - 包括：丝质体、半丝质体、粗粒体、微粒体、菌类体
云南先锋 菌类体 （透射光 x200）
含H高
• 惰质组（丝质类）
如“木炭”，加热不粘，挥发分低
经过“高温、炭化”（显示植物原来的纹理）
含C高
这些性质对炼焦很直接意义，对其他过程有借鉴意义，但不够本质
若干中国煤的显微组分性质和组成
产地
山东 兖州 兴隆 庄P1
山西 大同 云岗 Ji-2
四川 白腊 坪T3
山西 西曲 C-P
显微组分 镜质组 半镜质组 惰质组 镜质组 半镜质组 惰质组 镜质组 半镜质组 惰质组 镜质组 半镜质组 惰质组
碎屑惰质体
多孔凝胶体、... 鞣质体、…
朱银惠《煤化学》化学工业出版社，北京，2004
国际硬煤显微组分分类（部分）
显微组分组 Group Maceral
镜质组 Vitrinite
显微组分 Maceral 结构镜质
体
无结构镜 质体
镜屑体
壳质组 Exinite
惰质组 Inertinite
孢子体
角质体 …..
郭崇涛《煤化学》化学工业出版社，北京，1996
我国分类与国际分类的对比
我国煤显微组分分类（1978）
类 显微组分、亚组分 结构镜质体、结构半镜质体
镜质体 无结构镜质体、无结构半镜质体 碎屑镜质体、碎屑半镜质体 孢子体 角质体
稳定类 树质体 不定性体、树皮体
腐泥类 藻类体、腐泥基质体 微粒体 丝质基质体、半丝基质体 半丝质体、半丝浑园体、木镜半丝质体
煤有机显微组分的意义？
• 宏观看来：显微镜下的“形貌”，没有与化学性质关联
• 事实上，与化学性质有“一定”关联 • 名称反映“从植物 → 煤的变化”
• 镜质组（镜质类）
“液化后凝固”的物质，加热发粘
经过“均质、温和、缓慢”转化
挥发分高、含H高
• 壳质组（稳定类）
植物性质，加热发粘，挥发分高
没有经过显著变化，保留原来植物性质
丝质类 丝质体、木镜丝质体、丝质浑园体 半丝菌类体、丝质菌类体 碎屑半丝质体、碎屑丝质体
国际硬煤显微组分分类（1975）
组
显微组分
结构镜质体
镜质组 无结构镜质体
碎屑镜质体
孢子体
角质体
壳质组 树质体
碎屑壳质体
藻类体
微粒体
粗粒体
半丝质体 惰质组
丝质体
菌类体
碎屑惰性体
郭崇涛《煤化学》化学工业出版社，北京，1996
半丝质体 丝质体 …..
显微亚组分 Maceral
结构镜质体-1 结构镜质体-2
均质镜质体、团块镜质 体、胶质镜质体、基质
镜质体
显微组分种
Maceral Variety
科达树结构镜质体、真 菌结构镜质体、木质结
构镜质体、…
薄壁孢子体、厚壁孢子体、 小孢子体、大孢子体
……
……
火焚丝质体、氧化…
……
……
结构均匀
压扁的 细胞腔
傅家谟等《煤成烃地球化学》科学出版社，北京，1990
烟煤的微观特征－壳质组或稳定组
烟煤中含量少 - 源于植物的孢子、角质、木栓、树脂、蜡、脂肪和油等
透射光显微镜（不同的黄色） 反射光显微镜（黑灰色）
辽宁抚顺 小孢子体 （透射光 x320）
河北苏桥 角质体 （反射光 x200）
密度 Vdaf Cdaf Hdaf H/C fa Ro,max
1.28 44.9 83.7 5.7 0.82 0.64 0.64 1.31 40.1 87.3 5.3 0.73 0.66 1.35 21.5 92.3 4.1 0.54 0.82
变化
很 规 律
1.30 39.7 83.1 5.5 1.36 30.7 84.2 4.5 1.45 17.3 88.1 3.6
黑色四胞 和多胞型
陕西府谷 丝质体 （反射光x200）
细胞结构 清楚
随煤阶的变化？ 反射光的色泽？
安徽淮南 粗粒体 （反射光 x200） 明显的团 块状物质
傅家谟等《煤成烃地球化学》科学出版社，北京，1990
国际褐煤显微组分分类（部分）
显微组分组
显微组分亚组
Group Maceral Maceral Subgroup
1.37 14.3 91.6 4.3 0.57 0.91
规
1.43 10.0 93.8 3.8 0.49 0.93
律
陈鹏《中国煤炭性质、分类和利用》化学工业出版社，北京，2001
Leabharlann Baidu
煤不同显微组分的CO2气化反应性
Deriv.Weight(%/min) Deriv.Weight(%/min)
14
12
镜质组
10
8
4.5
15℃ /min
4 惰质组
25℃ /min
3.5
35℃ /min
3
15℃/min 25℃/min 35℃/min 50℃/min
6
50℃ /min
2.5
2
4
1.5
2
1
0
0.5
-2
0
200
400
600
800
1000
1200
0
0
200
400 600 800 Temperature(℃ )
1000
煤转化的化学基础－2（热解 ）
烟煤的微观特征－镜质组
烟煤的主要成份（含60-80%） - 植物木质纤维组织（干、皮、茎、根）经凝胶化作用生成
透射光显微镜（橙红-棕褐色） - 随变质程度增高而变暗
陕西府谷（透射光 x200）
反射光显微镜（深灰-亮灰色） - 随变质程度增高而变亮
陕西府谷（反射光 x200）
32.8 87.0 5.3 30.1 87.5 5.1 22.9 88.6 4.4
0.79 0.70 0.76 0.63 0.79 0.48 0.91 0.73 0.75 0.99 0.69 0.77 0.59 0.84
很 规
律 ??
很 规 律
1.30 21.6 90.8 4.8 0.64 0.84 1.33 很