赵骏等：热溶煤的燃烧特性 ·337· 600 (a) (b) 500 400 200 300 150 200 50 100011001200130014001500160017001800 0100011001200130014001500160017001800 拉曼频移/cm 拉曼频移/cm 图9ZS热溶煤(a)及原煤(b)分蜂拟合图 Fig.9 Curve fitting of Raman spectrums for ZS-TDC (a)and ZS (b) 积，Ac为G峰面积，W。为D峰半峰宽，Wc为G峰半 峰宽，结果如表5所示 表5热溶煤及原煤的拉曼特征参数 Table 5 Raman characteristic parameters of raw coals and thermal dissolution coals 煤样 Ap Ip 。 Ac Wc Iollc Ap /Ac KL-RAW 27050 291.24 87.26 37900 487.68 62.17 0.60 0.71 KL-TDC 43730 488.57 84.09 52280 731.13 66.05 0.67 0.84 GD-RAW 30400 344.02 54.10 44570 626.60 83.01 0.55 0.68 GD-TDC 40380 444.62 85.03 51640 693.60 62.40 0.64 0.78 XB-RAW 21660 227.58 89.39 26310 350.01 70.62 0.65 0.82 XB-TDC 33620 375.69 84.07 46520 581.91 71.80 0.65 0.72 ZS-RAW 15140 160.51 88.60 19070 258.80 64.14 0.62 0.79 ZS-TDC 31620 335.72 88.49 38670 477.85 67.08 0.70 0.82 相比于原煤，KL、GD和ZS热溶煤的I。Ic和 程度减小，结构缺陷增多，其燃烧反应性增强，着火 AD/Ac都有不同程度的提高，其中KL煤的IpIe和 温度降低：而XB热溶煤有序化程度增大，其着火温 An/4c分别从0.60和0.71提高到0.67和0.84，GD 度升高，燃烧反应性降低 煤的In/1c和Ap/AG分别从0.55和0.68提高到 2.44种热溶煤的高热值计算 0.64和0.78，ZS煤的In/1c和Ap/Ac分别从0.62和 根据Parikh等o进行模拟计算推导出煤的高 0.79提高到0.70和0.82.1n/1c和An/Ac两个参数 热值计算公式如下： 与煤的有序化程度有关，Ip/Ic和A,/Ac的值随着有 HHV=0.35360c+0.1559cv-0.00781wA(Wkg-) 序化程度的增大而减小，KL、GD和ZS3种原煤经 (3) 过有机溶剂NMP热溶出后获得的产物有序化程度 式中，0c、心v和心分别为固定碳、挥发分和灰分的质 减小，结构缺陷增多.而XB热溶煤呈现相反的结 量分数. 果，其Ap/Ac从0.82降低到0.72，Ip/I。变化不大， 据此求出4种热溶煤的热值，结果如表6所示. 其有序化程度增大，反应性降低，这主要是因为热溶 由表6可知，4种热溶煤的热值，相较于原煤均 温度过高，导致XB煤结构中小分子聚合形成大分 显著提高.说明热溶过程有助于煤的提质，其中ZS 子的芳烃类物质，影响其有序度.不同的煤种其经 煤种的热值提高最多，主要是因为其固定碳含量损 过有机溶剂高温溶出后，其热溶产物的结构变化规 失较少，而挥发分增幅较大，提高整体的燃烧热值 律并不一致，这可能与不同煤种的软化温度有关. 3 热溶煤的燃烧反应性变化规律与有序化程度变 结论 化规律相一致，其中KL、GD和ZS热溶煤的有序化 (1)与原煤相比，热溶煤的灰分含量明显降低，赵 骏等: 热溶煤的燃烧特性 图 9 ZS 热溶煤( a) 及原煤( b) 分峰拟合图 Fig． 9 Curve fitting of Ｒaman spectrums for ZS--TDC ( a) and ZS ( b) 积，AG为 G 峰面积，WD为 D 峰半峰宽，WG为 G 峰半 峰宽，结果如表 5 所示． 表 5 热溶煤及原煤的拉曼特征参数 Table 5 Ｒaman characteristic parameters of raw coals and thermal dissolution coals 煤样 AD ID WD AG IG WG ID /IG AD /AG KL--ＲAW 27050 291. 24 87. 26 37900 487. 68 62. 17 0. 60 0. 71 KL--TDC 43730 488. 57 84. 09 52280 731. 13 66. 05 0. 67 0. 84 GD--ＲAW 30400 344. 02 54. 10 44570 626. 60 83. 01 0. 55 0. 68 GD--TDC 40380 444. 62 85. 03 51640 693. 60 62. 40 0. 64 0. 78 XB--ＲAW 21660 227. 58 89. 39 26310 350. 01 70. 62 0. 65 0. 82 XB--TDC 33620 375. 69 84. 07 46520 581. 91 71. 80 0. 65 0. 72 ZS--ＲAW 15140 160. 51 88. 60 19070 258. 80 64. 14 0. 62 0. 79 ZS--TDC 31620 335. 72 88. 49 38670 477. 85 67. 08 0. 70 0. 82 相比于原煤，KL、GD 和 ZS 热溶煤的 ID /IG 和 AD /AG都有不同程度的提高，其中 KL 煤的 ID /IG和 AD /AG分别从 0. 60 和 0. 71 提高到 0. 67 和 0. 84，GD 煤的 ID /IG 和 AD /AG 分别 从 0. 55 和 0. 68 提 高 到 0. 64 和 0. 78，ZS 煤的 ID /IG和 AD /AG分别从 0. 62 和 0. 79 提高到 0. 70 和 0. 82． ID /IG和 AD /AG两个参数 与煤的有序化程度有关，ID /IG和 AD /AG的值随着有 序化程度的增大而减小，KL、GD 和 ZS 3 种原煤经 过有机溶剂 NMP 热溶出后获得的产物有序化程度 减小，结构缺陷增多． 而 XB 热溶煤呈现相反的结 果，其 AD /AG从 0. 82 降低到 0. 72，ID /IG 变化不大， 其有序化程度增大，反应性降低，这主要是因为热溶 温度过高，导致 XB 煤结构中小分子聚合形成大分 子的芳烃类物质，影响其有序度． 不同的煤种其经 过有机溶剂高温溶出后，其热溶产物的结构变化规 律并不一致，这可能与不同煤种的软化温度有关． 热溶煤的燃烧反应性变化规律与有序化程度变 化规律相一致，其中 KL、GD 和 ZS 热溶煤的有序化 程度减小，结构缺陷增多，其燃烧反应性增强，着火 温度降低; 而 XB 热溶煤有序化程度增大，其着火温 度升高，燃烧反应性降低． 2. 4 4 种热溶煤的高热值计算 根据 Parikh 等［20］进行模拟计算推导出煤的高 热值计算公式如下: HHV = 0. 3536wC + 0. 1559wV － 0. 0078wA( MJ·kg － 1 ) ( 3) 式中，wC、wV和 wA分别为固定碳、挥发分和灰分的质 量分数． 据此求出 4 种热溶煤的热值，结果如表 6 所示． 由表 6 可知，4 种热溶煤的热值，相较于原煤均 显著提高． 说明热溶过程有助于煤的提质，其中 ZS 煤种的热值提高最多，主要是因为其固定碳含量损 失较少，而挥发分增幅较大，提高整体的燃烧热值． 3 结论 ( 1) 与原煤相比，热溶煤的灰分含量明显降低， · 733 ·