显微组分热解硫迁移的X射线光电子能谱研究

用手选富集与离心分离相结合的方法,从两种全硫含量相近、变质程度相近的新西兰煤和灵石煤中分离出高纯度镜质组和惰质组.在高纯Ar气氛下,分别制备了300,500,700,1 000℃下的显微焦.用傅里叶转换红外光谱(FTIR)研究了两种镜质组和惰质组中的脂肪氢随温度的变化规律,用X射线光电子能谱(XPS)研究了煤岩显微组分在室温至1 000℃热解过程中有机硫的变迁规律.结果表明,镜质组中的有机硫化物硫含量高于惰质组的,在镜质组和惰质组热解焦中,噻吩硫都占主要部分.在相同温度下,镜质组的脱硫率高于惰质组的.在温度较低时,镜质组的脱硫率相似,但当温度高于700℃时,热稳定性较差的镜质组显示出更高的脱硫效果.     

惰质组对平朔煤热解反应性的影响

对有关文献的研究数据进行多角度的比较和分析,揭示出惰质组在模拟煤的热解中起着重要的作用:当惰质组含量很低时,热解反应性较低;当其含量较高时,各显微组分间相互作用加大,惰质组对模拟煤的热解具有明显的促进作用.     

煤岩显微组分热解过程中硫化氢的逸出特性

在TG-151热天平上,利用在线质谱仪考察了兖州煤及其显微组分热解过程中硫化氢的逸出特征,并用一阶动力学方程对硫化氢的选出动力学特性进行了分析.结果表明:镜质组在480℃左右有较强的H2S选出峰,而惰质组在587℃有较强的H2S逸出峰,原煤在473℃和600℃左右出现较强的选出峰,强度介于前两者之间;镜质组中脂肪族含硫化合物含量较高而惰质组中黄铁矿硫含量较高.选出动力学计算结果表明,镜质组和惰质组热解过程中硫化氢逸出的表观活化能为100 kJ·mol-1和344 kJ·mol-1,原煤两个硫化氢选出峰的逸出表现活化能分别为113 kJ·mol-1和255 kJ·mol-1.兖州煤热解过程中硫化氢不同的逸出强度和分布反映了镜质组和惰质组中硫存在形态和含量的差异,从而导致镜质组和惰质组在热解过程中硫化氢的不同逸出特征.     

淮北煤田任楼煤矿煤的不同显微组分热解特征

为了给任楼煤矿煤的分级利用提供理论指导,在显微组分分离的基础上,进行了各显微组分热解实验。结果表明:随着热解温度的升高,3种显微组分在400～570℃均出现明显的失重现象,壳质组在400℃左右开始热解,失重速率峰温约为450℃,失重率大;镜质组和惰质组在420℃开始热解,失重峰温约为475℃。壳质组在整个热解过程中失重率为39%,平均最大热解速率为0.95 mg/(g·min);镜质组失重率为32.5%,平均最大热解速率为0.53 mg/(g·min);惰质组失重率为29.5%,平均最大热解速率为0.49 mg/(g·min)。     

神东煤镜质组和惰质组热解甲烷生成反应类型分析

采用等密度梯度离心分离方法,对神府东胜矿区马家塔露天煤矿2号煤层煤进行了镜质组和惰质组煤岩显微组分的分离富集。利用TG/MS对两种显微组分热解脱挥发分行为进行了升温速率为20℃/min条件下的测试,获得了热解甲烷生成的速率曲线,并对其热解生成特征进行了分析。采用分峰拟合的方法,将其分为6个峰,计算得到了各基元反应的动力学参数及其热解特征参数,认为神东煤镜质组和惰质组热解甲烷的生成由煤大分子裂解、缩聚过程中的6种反应所致。通过动力学分析,结合煤大分子的热解规律、热解过程中其它挥发分的逸出特征及相关模型化合物的量子化学计算结果,对热解甲烷生成的6种反应类型进行了具体分析。     

开滦煤煤岩分离及岩相分析的试验研究

对开滦集团下属煤矿的东欢坨矿业公司、崔家寨矿业公司、荆各庄矿业公司及林南仓矿业公司共4种煤样进行了煤岩分离实验,通过岩相分析,测定其分离效果.结果表明镜质组含有含量丰富且含有较多的大块结构,而惰质组多嵌生与镜质组中,且壳质组及矿物质含量较高,故镜质组分离效果较好,而惰质组分离效果不理想.     

开滦煤煤岩分离及岩相分析的试验研究

对开滦集团下属煤矿的东欢坨矿业公司、崔家寨矿业公司、荆各庄矿业公司及林南仓矿业公司共4种煤样进行了煤岩分离实验,通过岩相分析,测定其分离效果。结果表明镜质组含有含量丰富且含有较多的大块结构,而惰质组多嵌生与镜质组中,且壳质组及矿物质含量较高,故镜质组分离效果较好,而惰质组分离效果不理想。     

煤显微组分的浮选法分离及其富集物燃烧性能

本文主要对七种煤进行了显微组分的分析和分离。并对不同比例显微组分混合物的发热量、燃烧以后的残碳量进行测定,发观镜质组富集物比丝质组富集物发热量高;而燃烧后残碳量,丝质组富集物比镜质组富集物低。     

贵州大河边矿煤显微组分解离规律及其分选

以贵州大河边矿煤为研究对象,确定了其在显微光学条件下煤岩显微组分的组成、赋存状态及含量特征,同时采用XRD衍射技术分析了原煤中矿物组成。通过对原煤的破碎解离,进而研究了壳质组、镜质组和惰质组在不同粒级的解离规律,在此基础上使用密度梯度离心的方法研究了显微组分的分选,并验证了超声辅助对分选效果的影响。结果表明:原煤中壳质组分布方式主要以片状、细脉状形式存在,与镜质组紧密连生,轮廓清晰;镜质组主要以团块状形式出现,具有明显内生裂纹;惰质组主要包括丝质体和半丝质体2大类,半丝质体单体粒度较小,部分具有鳞片状结构,丝质体细胞结构保存十分完好。各粒级显微组分单体解离度随着破碎程度的加深逐渐增大,其中破碎对镜质组和惰质组的解离效果更加明显,3种显微组分最佳解离粒度为0.125～0.074 mm。壳质组、镜质组和惰质组的最佳分选密度分别为-1.15,1.27～1.29,1.33～1.35 g·cm~(-3),超声辅助有利于提高壳质组的分选效果。     

煤镜质组荧光性与粘结性关系的初步研究

通过对煤化程度相同而沉积环境不同的两组煤的镜质组富集物性质的研究,得出两组煤的镜质组的荧光性不同,它们的粘结性亦不同的结伦,从而为衡量镜质组的质量提供了一个简便的指标。     

沁东北15号煤显微组分对微裂隙的控制作用

煤层显微组分与微裂隙二元关系研究对煤层气开采具有潜在价值.通过对沁东北太原组15号煤宏观、电镜、物性等方面资料进行综合分析,对煤储层显微组分和微裂隙之间二元机理进行阐述,结果表明,基质有机显微组分可以产生张性裂隙和压性裂隙,而镜质组中的张性裂隙对煤层气扩散作用较大,惰质组中内生裂隙不太发育.该区渗透率呈现低渗——特低渗的原因主要是割理被脉状方解石填充以及粘土矿物的充填.     

韩城矿区煤岩显微组分测井预测

精准地计算煤岩显微组分是查明煤岩特征的关键。以韩城矿区主力煤层为研究对象,利用煤岩显微组分分析化验和测井资料,采用交会图相关性分析手段,筛选了镜质组和惰质组含量的敏感性测井参数。利用所优选的声波时差、补偿密度、相对自然伽马及电阻率4个敏感性测井参数,构建了镜质组含量、惰质组含量神经网络预测模型,进而利用计算的煤岩显微组分编绘了研究区5~#煤层显微组分平面分布图。研究结果表明,补偿密度与镜质组含量正相关,而声波时差、补偿中子、相对伽马、电阻率测井值与镜质组含量负相关,声波时差和补偿密度相关较好,相对伽马和电阻率次之,补偿中子较弱;惰质组与测井参数的相关性与镜质组相反。5~#煤镜质组含量呈现南北高,中部低;惰质组含量呈现东北高、西南低;矿物成分高值区主要位于东北部地区,西南部则相对较低。     

内蒙古东北拉布达林盆地上库力组烃源岩生烃潜力分析

 应用有机岩石学、热解分析等地球化学分析技术,对拉布达林盆地下白垩统上库力组一段烃源岩进行干酪根元素分析、岩石热解分析和高温高压热模拟实验。探讨了拉布达林盆地下白垩统上库力组一段烃源岩的显微组分、有机质丰度、类型和成熟度等特征,分析了其生烃潜力和生烃属性。将上库力组一段烃源岩显微组分划分为壳质组、镜质组和惰质组3种类型,其中,壳质组中来源于水生生物的腐殖无定形体含量很高（94%～97%）,有利于生油;有机质丰度较高,达到中到好的级别;烃源岩有机质类型较好,主要为II1型和II2型;有机质热演化程度较低,主要处于生油的低成熟阶段。结果表明,拉布达林盆地上库力组一段烃源岩具备较好的生油潜力,具有很好的油气勘探前景。     

不同还原程度煤显微组分堆垛结构表征

采用X射线衍射法(XRD)对变质程度、煤岩组分相近但还原程度不同的平朔煤(较强还原性)、神东煤(较弱还原性)的镜质组和惰质组的堆垛结构特征进行表征,试图揭示还原程度对煤中不同显微组分堆垛结构的影响.结果表明,平朔惰质组与平朔镜质组相比较,前者的芳香微晶结构单元较大,芳香层片在空间的排列更规则,芳香度较大,即支链微晶含量较少;神东惰质组芳香微晶的尺寸和规整度均优于神东镜质组,但两者的芳香度却非常相近;平朔镜质组与神东镜质组的微晶结构参数基本接近;神东惰质组与平朔惰质组的差异主要表现为前者具有较少的芳香层数和较低的芳香度.高度无序组分即无定形碳的含量:平朔镜质组明显大于其惰质组,神东镜质组略大于其惰质组,神东镜质组略高于平朔镜质组,但神东惰质组明显高于平朔惰质组.较弱还原性神东煤的惰质组表现出具有相对较低的芳香度及较多的无定形碳,说明其含有较多的活性成分,神东惰质组的这种特性可能与其含有较多的半丝质体有关.     

四川盆地侏罗系陆相页岩成熟度与显微组分孔隙发育特征

为查明四川盆地复兴地区侏罗系页岩成熟度及有机质孔隙发育特征,通过镜质体反射率、拉曼光谱、岩石热解多手段联合确定成熟度,同时采用光学显微镜和聚焦离子束扫描电镜相结合的方法,初步分析了不同显微组分有机质孔隙发育特征。研究结果表明：复兴地区凉二段和东岳庙段页岩均处于高成熟热裂解生湿气阶段(1.2%o<2.0%);凉二段页岩因埋深较浅成熟度略低,整体在1.25%～1.5%;东岳庙段页岩成熟度相对较高,整体在1.6%～1.8%。有机显微组分以镜质体为主,其次为惰性组和固体沥青,干酪根类型以Ⅱ₂型和Ⅲ型为主。主要发育4种类型的有机质孔,即固体沥青孔隙、镜质体孔、惰质组孔和生物碎屑孔。有机质孔隙以固体沥青孔为主,镜质体和惰质组内部多均质致密,极少发育孔隙,部分细胞腔被固体沥青、黏土矿物或黄铁矿充填,形成少量孔隙;生物碎屑内部可见微孔,矿物边缘发育絮状有机质孔。有机显微组分类型及含量是控制复兴地区侏罗系页岩有机质孔隙发育的关键。     

煤显微组分表面含氧官能团的XPS分析

氧原子作为煤中最丰富的杂原子,C-O官能团的形态对煤的性质有重要影响。为了研究煤岩显微组分的含氧官能团,对手选高纯度镜质组和惰质组进行了XPS分析和化学计算。结果表明,煤岩组分的元素组成以C、O为主,含少量的N和无机矿物元素。其中的氧主要以-OH、-O-、COO-和SiO_2形式存在。C-C、C-H、C-O单键和COO-是碳的主要存在形式。镜质组中的脂肪族侧链和-OH基团较多;惰质组中-O-的原子浓度明显高于镜质组,而COO-略多于镜质组。镜质组表面总极性含氧官能团数量更多。研究结果有助于全面认识煤的结构和性质。     

开滦煤显微组分结构特征与吸附CO的关系

为了研究开滦煤中显微组分(惰质组和镜质组)的微观结构和分子特征,利用离心分离技术,得到纯度较高的富镜质组和富惰质组煤样,并对其进行煤质分析、煤岩分析、孔径分布以及红外光谱分析,得出开滦煤中惰质组含量较高,孔隙结构发育,主要以过渡孔和微孔为主,占煤的总孔隙体积数的90%以上,对煤样吸附CO起主导作用;同时氧含量较高,其中含氧官能团羟基(—OH),尤其是酚羟基对煤吸附CO有较大影响,成功的解释了开滦煤层发生CO体积分数长期超标但未曾自燃的现象,     

煤的快速热解焦燃烧气化特性

用电加热金属丝网快速热解装置，在氮气气氛和常压条件下，考察神府煤和东胜镜质组和丝质组富集物的热解行为及快速热解焦的燃烧气化特性。随热解终温和加热速率的升高，失重率增加，燃烧特性温度向高温方向移动。     

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组烃源岩有机岩石学特征及其赋存状态

综合运用岩心观察、薄片鉴定、地球化学参数分析等方法,对准噶尔盆地吉木萨尔凹陷吉32井二叠系芦草沟组烃源岩开展了有机岩石学精细研究。结果表明:综合反射光、透射光特征,烃源岩有机质赋存形式划分为有形态有机质、无形态有机质和次生有机质,有机显微组分划分为5组12组分,以腐泥组无结构藻类体和沥青质体为主,次生组含量普遍较高,镜质组和惰质组含量较低,壳质组含量极少;依据有机质组分荧光性、含量、形态等特征,有机显微组分在岩石矿物中具有5种赋存状态,有机显微组分类型及含量具有显著的非均质性,与所赋存的岩石岩性组分、结构、构造具有明显的对应关系;腐泥组无结构藻类体和无定形体等富氢有机组分与有机碳含量和生烃潜力呈正相关关系,为该区主要的生烃有机组分。     

氧化钙在煤岩显微组分气化中的作用研究

用装有气相色谱在线分析的高温高压差热分析装置在773～1273K的温度范围内考察了氧化钙对平朔烟煤三种基本有机显微组分(镜质组、稳定组和丝质组)分别与CO_2和水蒸气进行气化反应的影响。CO_2的反应压力和水蒸气的反应分压分别为1.0MPa和10KPa,升温速率均为10K/min.反应性测定和气化动力学数据处理结果发现,CaO对显微组分的气化有催化作用,而且这种作用在CO_2气化中更明显;显微组分的类型和气化反应气氛决定CaO的最佳添加量。对试样气化后残渣的电子探针能谱测定表明,CaO在显微组分的气化过程中具有固硫能力,这种能力从强到弱的顺序为稳定组、镜质组和丝质组,而且在水蒸气气化中的固硫作用更显著。扫描电镜对残渣的观察表明,CaO对显微组分在气化中的灰团聚具有阻抑作用,其机理与对显微组分气化的催化作用机理相似。用于煤/煤焦加压气化的动力学模型可以用来描述显微组分的气化和催化气化过程。