应用煤热解及氢气生成动力学分析煤热解氢气的生成反应类型-以屯兰2号煤镜煤为例

应用热重-质谱联用技术（TG—MS）在5℃•min-1, 20℃•min-1, 50℃•min-1的升温速率下对屯兰2号煤镜煤的热解行为及氢气的生成特征进行了在线分析, 获得了氢气的生成速率曲线，并应用分布活化能模型（DAME）对氢气生成动力学进行了分析。依据活化能与转化率之间的关系，发现氢气的生成可以分为四个阶段，氢气生成具有6类反应。反应类型1包含两个反应，一个是煤大分子结构中与含氧官能团相连的脂肪侧链脱氢，而导致氢气及水的生成，另一个是煤大分子结构中烷基侧链热解断裂形成的自由基热解脱氢；反应类型2主要为与煤大分子芳香结构体系直接相连的甲基的脱氢以及新形成的联二苯类物质的二次热解、残存的脂肪侧链环化以及芳香化；反应类型3为与煤大分子芳香结构体系相连的氢化芳香环的脱氢，同时有O等杂原子的参与反应；反应类型4包含两个反应，一是芳香体系的聚合，生成大的稠环芳香体系，二是残存的氢化芳香环继续脱氢；反应类型5主要是芳香体系的增大，同时由于有水的生成，杂原子的存在及其参与的反应可能影响芳香体系增大所导致的氢气生成反应；反应类型6主要为芳香体系增大与有序化，包含着芳香体系的脱氢与芳香体系的增大两个过程。