神木煤显微组分热解的TG-MS研究.pdf

第3 2 卷第6 期 2 0 0 3 年1 1 月 中国矿业大学学报 J o u r n a lo fC h i n aU n i v e r s i t yo fM i n i n g ＆T e c h n o l o g y V 0 1 ．3 2N o ．6 N o v ．2 0 0 3 文章编号10 0 01 9 6 4 2 0 0 3 0 6 0 6 6 4 0 6 神木煤显微组分热解的T G M S 研究 孙庆雷，李文，陈皓侃，李保庆 中国科学院⋯西煤炭化学研究所煤炭转化国家重点实验寨，山西太原0 3 0 0 0 1 摘要在T G1 5 1 热天平上考察了神木煤显微组分的热重特性，并用质谱对热解气体进行了在 线检测分析．结果表明镜质组比惰质纽有较高的挥发分收率和较高的最大失重速率，较低的起 始热解温度和热解峰温．对热解产生的气体的在线质谱分析表明，镜质蛆有较高的C 。～c 。轻质 烃类和C s ～c s 芳香烃类收率，原煤居中，惰质组最少，反映了镜质组和惰质组在脂肪氢含量和芳 香度方面的差异；同时镜质组比惰质组有较高的水生成，反映了镜质组较高的酚羟基含量对热解 水生成的影响．而镜质组和惰质纽C O 。逸出的不同则反映了其含氧官能团含量的差异．各种热 解气体不同的选出强度和分布反映了镜质组和惰质组因组成不同而导致在热解反应性方面存在 的差异． 关键词煤；显微组分；热解；气体选出；T GM S 中图分类号T Q5 3 文献标识码A 煤热解是煤转化过程的第一步，对其后的燃 烧、气化等过程产生重要影响，因此深入了解煤热 解过程不仅对其后的工艺设计有重要指导作用，而 且特定条件下的热解过程也是加深对煤大分子结 构和反应性认识的有力工具，但由于煤结构和组成 的多样性、复杂性和不均匀性，对煤热解过程还有 许多问题尚待解决鉴于煤化程度和煤的类型是确 定煤本性的两个最重要的参数，因此对煤热解性质 的深入认识需要从这两面人手，其中对于煤化程度 煤阶 的影响已经有较全面深入的研究，而对组成 煤的有机显微组分影响的研究则相对较少．L i 等 人口‘2 3 考察了常压和真空条件下显微组分的热解行 为发现真空有利于挥发分和焦油的逸出，壳质组焦 油比其它组分焦油有较大的分子量分布，并且对升 温速率的变化不敏感，同时通过焦油分子质量分布 的相似形也说明不同升温速率下形成焦油的前驱 体也非常相似．C a i 等人口。“对显微组分的热解发 现，总挥发分收率依次为壳质组 镜质组 惰 质组．D a s 对不同煤阶的显微组分的热解失重及气 体逸出特性进行研究发现[ “6 ，镜质组比惰质组有 较高的挥发分收率，而且这种差别随煤阶的增加而 减小，镜质组有较高的C H 。收率和较低的C O 收 率．虽然D a s 对镜质组和惰质组的热解行为的差异 进行r 研究，但所研究的显微组分并不是来自同一 煤种，为此本文以神木煤为研究对象，分离得到了 纯度较高的镜质组和惰质组，在前文“3 研究显微组 分热解特性的基础上，采用T G M S 分析方法对热 解气体进行了质谱在线检测分析，希望通过对构成 煤的微观层次的有机显微组分热解过程和热解气 体的逸出规律的研究，加深对宏观煤热解过程的认 识． 1 实验 1 ．1 样品 实验所用的用于富集显微组分的煤样取自马 家塔煤矿3 4 煤层，神木煤显微组分是采用手选和 重液分离相结合的方法得到，具体的分离步骤以及 工业分析、元素分析可以参考文献[ 7 ，8 ] ，神木煤及 显微组分的岩相组成分析结果见表1 ． 表1 神木煤的岩相组成分析 T a b l e1T h ep e t r o g r a p h i c a la n a l y s i so ft h eS h e n m uc o a l 样品百磊r 而看丐赢F 孑石i 岛⋯／蹦 微镜煤9 761 ．40 ．4 06 微惰性煤 2 ．39 6 ．90 40 ．4 收稿日期2 0 0 3 0 4 2 2 基金项目国家自然科学基金重点项目 2 9 9 3 6 0 9 0 作者简介孙庆雷 1 9 7 6 ，男，山东省博兴县人，中国科学院山西煤炭化学研究所在读博士研究生，从事煤化学基础方面的研究． 万方数据 第6 期孙庆雷等神术煤显微组分热解的T G M S 研究 1 ．2 表面含氧官能团分析 煤样中总酸性基测定采用B a O H 法测得， 而羧基测定采用醋酸钙法测得，详细的测定方法见 文献E 9 ] ．由于煤中酸性基团主要是羧基和酚羟基， 其他酸性基团很少，由此认为煤中酚羟基为总酸性 基团与羧酸基团的含量之差，神木煤及其显微组分 表面含氧官能团分析结果见表2 ． 表2 神木煤及其显微组分表面含氯官能团分析 T a b l e2T h ea n a l y s i so fo x y g e n c o n t a i n i n gf u n c t i o n g r o u p sI nt h es u r f a c eo fS h e n m uc o a la n di t sm a c e r a l s 样品 原煤 徽镜煤 徽惰性煤 丛婴1 1 [ c 0 0 H ][ P 二o H ] 1 ．3T G M S 实验 热重实验是在C A H N 生产的T G 一15 1 热天平 上进行，每次取样量2 0 0m g ，常压A r 流量 1 0 0 m L ／m i n ，样品从室温以1 0 ℃／r a i n 升到 9 0 0 ‘C ．质谱为B a l z e r sO m n i s t a r “小型在线质谱分 析仪，煤样热解气体通过毛细管引入质谱，质谱离 子化电压4 0v ，每次取气量2m L ，质谱测量范围1 ～3 0 0a m u 。采用通道倍增器来放大采集的质谱电 信号．为了减少系统波动带来的误差，所得电信号 离子流强度 经过最大离子流强度和样品重量归 一化后进行比较． 2 结果与讨论 2 ．1 显微组分热解的T G ／D T G 曲线 神木煤镜质组和惰质组在升温速率为 1 0 ℃／r a i n ，A r 气氛下热解的T G ／D T G 曲线如图1 所示． 镜质组和惰质组热解T G ／D T G 曲线存在明显 差异．在相同的热解温度下，镜质组比惰质组有较 高的挥发分收率。说明惰质组的热解反应性比镜质 组低．同时从T G ／D T G 曲线上还可以获得镜质组 和惰质组热解的三个特征参数起始热解温度f 。 最大失重速率R 。；和最大热解失重速率峰温k ，， 如表3 所示． 徽镜煤 ⋯一微惰性煤 原煤 o1 0 02 0 03 0 04 0 05 0 0 6 0 07 0 0 8 0 0 9 0 0 温度／℃ 图1 神木煤及其镜质组和惰质组热解的T G ／D T G 曲线 F i g ．1 T h eT G ／D T Gp l o t so fv i t r i n i t e ，i n e r t i n i t e , a n dp 月r e n tc o n ld u r i n gp y r o l y s i si nA r 表3 神木原煤及其显微组分热解的特征参数 T a b l e3T h ec h a r a c t e r i s t i cp a r a m e t e r sf r o mT Gc u r v e s d u r i n gp y r o l y s i so fS h e n m uc o a la n di t sm a c e r a l s 从表3 看出，惰质组比镜质组有较高的起始热 解温度和最大失重速率峰温和较低的最大热解失 重速率，说明惰质组有较高的热稳定性，较镜质组 更难热解，这主要是因为镜质组比惰质组含有较多 的易于断裂的脂肪碳链。芳香度较低，而惰质组含 有较多的芳香网状结构，芳香度较高““] ，因此导 致惰质组的热解挥发分收率降低，起始热解温度 和最大热解速率峰温较镜质组向高温方向移动． 2 ．2 热解过程中挥发分的逸出曲线 根据挥发分的逸出情况能够对热解过程各种 化学键的断裂和产物的生成提供更为全面的信息． 由于质谱提供的为一个相对强度，因此同一物种的 瞬时逸出量和逸出总量的大小可以通过逸出曲线 的强度和积分面积进行比较，但不同物种之间的可 比性不强． 1 H 2 和H 2 0 的逸出规律 镜质组和惰质组热解过程中H 的逸出曲线如 图2 a 所示，可以看出，镜质组和惰质组分别从 4 6 4 ℃和5 0 5 ℃开始有H 的生成，随着热解温度 的增加．H 。的生成量也逐渐增加，当镜质组和惰质 组的热解温度分别达到7 8 7 ℃和7 8 9 ℃时，H 。逸 出量达到最大值，惰质组H 逸出最大值的峰温略 高于镜质组，随着热解温度增加，H 。的生成量逐渐 减少．从整个热解温度区间看，惰质组的H 。逸出量 与镜质组相当，只是逸出温度较镜质组稍微向高温 方向移动．一般来说热解过程中H 2 来自于高温时 芳香结构和氢化芳香结构的缩聚脱氢反应，因为 一k．誉一＼丹嘲蚓水 ，0{m”∞“如巧帅 害＼* 蜘武 万方数据 中国矿业大学学报第3 2 卷 H 的生成一般在6 0 0 ℃以上，最大值出现在 8 0 0 ℃左右，这时的镜质组和惰质组的C ，H 含量 和H ／C 比已经非常接近口] ，故而这时的镜质组和 惰质组中的芳香结构和氢化芳香结构所占的比例 也非常接近，而热解过程中H 。主要来自它们’的缩 聚脱氢反应，故而导致镜质组和惰质组热解过程中 H 。的生成量相近． H o 的逸出曲线如图2 b 所示，一般来说，低 温时逸出的水为煤中的外在水分，当温度超过 1 3 0 ℃时，煤中的内在水分开始逸出，2 0 0 ℃左右 基本逸出完全．而煤中粘土等矿物质的结晶水逸 出的温度较高，一般在3 0 0 ℃左右，随热解温度升 高，生成的基本为热解水．煤的热解水基本来自煤 中的含氧官能团 主要是一o H 的断裂分解““，由 于煤中的c O H 键中C O 键的强弱不同，因此 热解水的生成分布在很宽的温度范围．从图上可 以看出，镜质组和惰质组热解水逸出的最大值分别 出现在5 13 ℃和5 5 1 ℃，随后热解水的生成量逐渐 减少，在整个温度区间，镜质组比惰质组有高的水 逸出量，这也与元素分析结果中镜质组比惰质组有 高的氧含量和官能团分析结果中镜质组比惰质组 有较高的酚羟基含量的顺序一致． 徽镜煤 ⋯一做惰性煤 原煤 01 0 02 0 03 0 0 4 0 0 5 0 06 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 温度／℃ 图2 神木原煤及其显微组分热解气体中H 和H 0 的逸出曲线 F i g ．2 T h ee v o l u t i o nc u r v e so fH 2a n dH 2 0d u r i n gt h ep y r o l y s i so fS h e n m uc o a la n di t st n a c e r a l s 2 C O 的逸出规律 镜质组和惰质组热解过程中C O 的逸出曲线 如图3 所示，两者的C O 逸出曲线相似，都包含有 三个逸出峰，其中两个以肩峰的形式出现，第一个 肩峰出现在2 2 3 ℃，惰质组的峰温略高于镜质组． 一般认为该峰为镜质组和惰质组中的含氧羧基官 能团受热分解而生成的C O ，镜质组逸出的C O 。比 惰质组高，这也与镜质组含有较多的羧基官能团的 分析结果相一致．随着热解温度升高，镜质组和惰 质组的C O 。逸出量也逐渐增加，分别在4 5 8 ℃和 4 9 1 ℃达到最大值，惰质组比镜质组有稍高的c q 逸出，且逸出温度也高于镜质组．一般来说，在此温 度下，镜质组和惰质组的热解反应已经非常激烈， 煤中的脂肪键，部分芳香弱键、含氧羰基官能团等 也都断裂，断裂的羰基除了一部分以C O 的形式直 接逸出外，还有一部分与煤中的氧原子结合以C O 的形式逸出，因此这一阶段逸出的C O z 占逸出总 量的比例很大．随着热解温度的升高，C O 。的逸出 量逐渐减少，当热解温度达到6 0 0 ℃以上时，镜质 组和惰质组都出现第三个C O z 的逸出峰，且逸出峰 的温度相近，惰质组的C O 。逸出峰高于镜质组，原 煤介于两者之间，在这一温度区间C O 主要来自煤 中稳定的含氧杂环的断裂分解，由于惰质组中稳定 的含氧杂环的含量较镜质组高““，故而这时C O 的逸出也较多，随热解温度增加，镜质组和惰质组 的C O 逸出逐渐减少，而原煤在7 4 6 ℃左右还出 现了 个相当强的C O 。逸出峰，这可能是原煤中少 量的碳酸盐矿物质分解而生成，由于镜质组和惰质 组中的矿物质在重液离心分离过程中已大部分被 脱除，故而其C O 逸出强度较小．由以上可以看出， 在整个温度区间C O 有不同的生成途径，导致C O 的生成分布在较大的温度范围，同时根据镜质组和 惰质组C O 。的不同逸出规律也从侧面反映出镜质 组和惰质组在组成方面存在的差异． 温度，℃ 图3 神术原煤及其显微组分热解气体中C O z 的逸出曲线 F i g ．3T h ee v o l u t i o ne l l r V e o fC 0 2d u r i n gt h ep y r o l y s i s o fS h e n m uc o a la n di t sr t l a c e r a l s 3 轻质碳氢化合物 c 。～c 。 的逸出规律 C H 。逸出曲线如图4 a 所示，镜质组和惰质组 分别在3 8 1 ℃和4 1 1 ℃左右开始有C H ；的生成， 随着热解温度升高，C H 。的生成量逐渐增加， 一一∞u】、越骥o．j 一一{一＼避孵。z 一∞．{一、馘雌8 万方数据 第6 期 孙庆雷等神木煤显微组分热解的T G M S 研究 5 5 4 ℃和6 1 3 ℃时逸出的C H 。达到最大．一般来 说，低温时的C H ；主要是煤热解过程中脂肪侧链 断裂而生成．随着热解温度的增加C H 。的逸出量逐 渐减小，但镜质组和惰质组在7 8 0 ℃左右有一个 C H 。的肩峰，从其对应的温度看出，这与H 。最大逸 出温度一致，因此这应该是刚刚生成的活泼半焦与 缩聚脱氢反应生成H 。的加氢气化反应产物，一般 来说半焦的加氢气化反应持续的时问较短且C H 。 的生成量较少，因而常以肩峰的形式出现．同时还 看出，惰质组肩峰的强度高于镜质组，这说明惰质 组在高温生成半焦有较高的加氢气化反应性，这也 与S t r u g n e l l 得到的高温时惰质组对外在氢气表现 出较高的敏感性的结果一致F , 1 4 l 热解过程中C 。H 。的逸出曲线如图4 b 所示，镜 质组、惰质组和原煤在热解过程中有相似的c 。H ； 逸出曲线，分别在3 8 3 ℃和4 0 9 ℃开始有c H 。 生成，随着热解温度升高，c 。H 。的逸出量逐渐增 加，在5 0 0C 左右都达到逸出的最大值，随后随着 热解温度升高，C 。H 。的逸出逐渐减少．在整个逸出 过程中，c 。H 。逸出峰形相似，峰温相近，仅是峰的 逸出强度有较大差别，反映出镜质组和惰质组只是 ， Ⅻ S 剖 套 在生成C H 。的前驱体数量方面存在较大差别．一 般来说，C 。H 。主要来自煤大分子结构在受热降解 过程中脂肪链和氢化芳香环的裂解，由于惰质组中 脂肪链结构较少，芳香度较高，故而C 。H 。的生成量 较少，而镜质组中脂肪链含量相对较多，芳香度较 低，故而C 。H 。的生成量较多．而原煤则介于两者之 间． 镜质组、惰质组和原煤在热解过程中C 。H 。， c 。H 。，c 。H 。，C 。H 。，C 。H 。。的逸出曲线与C 。H 。非常 相似，C 。～c 。组分都在5 0 0 ℃左右出现峰形非常 相似的逸出峰，逸出峰温仅仅略有差别，唯一不同 的是不同逸出组分的逸出强度相差较大，但对于同 一组分，逸出峰的强度顺序不变，依次为镜质组 原煤 惰质组．C ～c 。的轻质烃类在5 0 0 ℃左右 都出现峰形非常相似，而强度不同的逸出峰，说明 C ～c 。低级烃类在热解过程中均来自煤大分子结 构裂解这同一过程．同时从热解失重速率曲线上也 可以看出D T G 曲线在接近5 0 0 ℃左右失重速率 达到最大，因此可以认为在5 0 0u c 左右煤大分子结 构的裂解速率达到最大，各种低级烃类在这一阶段 大量形成、逸出． 微镜煤， ⋯一微惰性煤 原煤曹 埘 煮 o J 图4 神木原煤及其显微组分热解气体中轻质碳氢化合物的逸出曲线 4 轻质芳香烃化台物 c 。～c 。 的逸出规律 c 。H 。的逸出曲线如图5 a 所示，在整个温度区 间镜质组、惰质组和原煤都有3 个逸出峰，随着热 解温度升高分别在1 9 7 ，2 1 8 和2 3 2 ℃左右出现第 一个峰．镜质组和惰质组逸出峰的强度大而原煤 的较小，这是因为镜质组和惰质组在岩相分离富集 过程中吸附了少量的C 。H 。在升温过程中脱附的结 果．而原煤中的C 。H 。为煤中固有的吸附在煤中的 少量低分子量化合物在升温过程中逸出，由于含量 较少故而逸出强度较弱．为了更清楚地了解由煤结 构本身热解所产生的C 。H 。的变化规律，将4 0 0 ℃ 以后的逸出曲线单独作图，见图5 b ．可以发现随 热解温度升高，在4 8 9 ℃和5 0 1 。C 附近镜质组和 原煤都出现逸出峰，且强度相近，而惰质组的不明 显，随热解温度升高，在6 2 0 ℃附近镜质组、惰质 组和原煤都出现逸出峰，可以看出镜质组在5 0 0 ℃ 有稍高的逸出峰，在6 2 0 ℃则减弱，而惰质组正好 相反，原煤的逸出峰则介于两者之间．一般来说， 5 0 0 ℃左右的逸出峰是由于煤大分子结构降解和 裂解而生成，由于镜质组的芳香度低，煤大分子结 构中芳环间以脂肪键形式连接的比例较惰质组多， 故而在煤大分子受热裂解时生成C 。H 。较惰质组 多，而6 2 0o C 左右则是煤中的芳香结构和氢化芳 香结构缩聚反应的产物． 镜质组、惰质组和原煤中C ，H 。的逸出曲线如 图5 c 所示，它们基本在4 0 0o C 开始逸出，随着温 度升高，逸出逐渐增加，当镜质组和原煤的温度达 到5 0 6 ℃时逸出达到最大，惰质组最大逸出对应 万方数据 中国矿业大学学报第3 2 卷 的温度为5 6 0 ℃，而镜质组和原煤在5 6 0 ℃则是 以肩峰形式出现．C s H ，。的逸出曲线如图5 d 所示， C 8 H 8 的逸出曲线与C 。H ，。类似，C 。H ，。和C 。H 。的逸 0l o o2 0 03 0 04 0 9 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 温度／℃ O 8 0 7 0 6 05 0 4 O3 0 2 0 l 01 0 02 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 温度／℃ 出都随温度的增加而逐渐增大，当温度达到5 0 3 ℃ 左右时逸出达到最大，随后逸出逐渐减少， 微镜煤 ⋯一檄惰性煤 痨c 煤 图5神木原煤及其显微组分热解气体中轻质芳香烃化合物的逸出曲线 F i g ．9T h ee v o l u t i o nc u r v e so fl i g h ta r o m a t i ch y d r o c a r b o nd u r i n gt h ep y r o l y s i so fS h e n m uc o a la n di t sm a c e r a l s 从以上分析看出C 。～c ；，C 。H 。，c ，H 8 ，巳H ，。和 C 。H 。在5 0 0 ℃左右几乎同时达到逸出的最大值， 可以认为它们基本上来自煤大分子结构降解和裂 解这同一过程，而逸出强度的不同则反映出镜质 组、惰质组和原煤在芳香度高低和脂肪链数量方面 存在的差异． 3 结论 1 T G ／D T G 分析表明，与惰质组相比，镜质 组有较高的挥发分收率和较高的最大失重速率，较 低的起始热解温度和热解峰温． z 热解过程中镜质组有较高的C 。- - C 。烃类 和C 。～c 。芳烃类逸出，惰质组较低，原煤居中． 3 镜质组比惰质组有较高的热解水的生成， 反映出镜质组较高的酚羟基含量对热解水生成的 影响． 4 镜质组比惰质组有较高的C 0 2 生成。反映 出镜质组和惰质组在含氧官能团和含氧量方面存 在的差异． 5 镜质组、惰质组和原煤中各挥发分的逸出 的不同反映了在组成和结构方面存在巨大差异，也 从侧面验证了组成结构与反应性之问存在的关系． 参考文献 E l iL iCz ，B a r t l eKD ，K a n d i y o t iR ．C h a r a c t e r i z a t i o no f t a r sf r o mv a r i a b l eh e a t i n gr a t ep y r o l y s i so fm a c e r a l c o Ⅱc e n t r a t e s [ J ] ．F u e l ，1 9 9 3 ，7 2 1 4 5 9 ． [ 2 ] L iCZ ，B a r t l eKD ．K a n d i y o t iR ．V a c u u m ∞y r o l y s i s o fm a c e r a lc o n c e n t r a t e si naw i r em e s hr e a c t o r [ J ] ． F u e l ，1 9 9 3 ，7 2 3 ． [ 3 ] C a iHY ，M e g a r t i sA 。M e s s e n b , 6 c kR ，c ta 1 ．P y r o l y s i s o fc o a lm a c e r a lc n n c e n t r a t e su n d e rp f c o m b u s t i o n c o n d i t i o n s I c h a n g e si nv o l a t i l er e l e a s ea n dc h a r c o m b u s t i b i l i t ya saf u n c t i o no fr a n kE J ] ．F u e l ，1 9 9 8 ， 7 7 1 2 7 3 ． [ 4 ] C a iHY ，M e g a r t i sA ，M e s s e n b 6 c kR ，e ta 1 ．P y r o l y s i s o fc o a lm a c e r a lc o n c e n t r a t e su n d e rp fc o m b u s t i o n c o n d i t i o n Ⅱ } c h a n g e si nh e t e r o a t o mp a r t i t i o n i n ga s af u n c t i o no fr a n k [ ] ] ．F u e l ．1 9 9 8 ．7 7 1 1 2 8 3 ． E 5 3D a sTK ．T h e r m o g r a v i m e t r i cc h a r a c t e r i z a t i o no tm a c e r a Ic o n c e n t r a t e so fR u s s i a nc o k l n gc o a l s [ J ] ．F u e l ， 2 0 0 1 ，8 0 } 9 71 0 6 ． [ 6 ] D a sTK ．E v o l u t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fg a s e sd u r i n g p y r o l y s i so fm a c e r a lc o n c e n t r a t e so fR u s s i a nc o k i n g c o a l s [ J ] ．F u e l ，2 0 0 1 ．8 0 4 8 9 5 0 0 ． [ 7 ] 孙庆雷，李文，李保庆．神木煤显微组分热解特性 一l_∞．d＼避辑9H∞u l-∞．e＼世雕0l气u ∞如舯∞∞如∞如如如 。∞．d、型吼已u 一1_∞．d＼斟孵∞耳u 万方数据 第6 期 孙庆雷等，神术煤显微组分热解的T GM S 研究 6 6 9 研究[ J 3 ．中国矿业大学学报，Z 0 0 1 ，3 0 3 2 7 22 7 6 ． [ 8 3 B a iXF 。L iWH ，W a n gzW e ta 1 ．T h es t u d yo n f a c t o r st h a ta f f e c tt h em a c e r a ls e p r a r t i o no fc o a l [ A ] I nt h eP r o c e e d i n g so ft h e1 0 “I n t e r n a t i o n a lC o n { e r e n c e o nC o a lS c i e n c e [ c ] ． E dL iBQa n dL i uzY ， T a i y u a n ，19 9 9 ．1 6 917 2 ． [ 9 ] 黄瀛华，王曾辉，杭月珍．煤化学及工艺学实验[ M ] ． 上海华东华工学院出版社，1 9 8 8 ．5 7 5 8 ． [ 1 0 ] Z i l mKW ，P u g m l r eRJ ，I 。a r t e rSR ，e ta 1 ．C a r b o n 一 1 3C P ／M A Ss p e c t r o s c o p yo fc o a lm a e e r a l s [ J 3 ．F u e l ， 1 9 8 1 ．6 0 7 177 2 2 ， [ 1 1 ] M a c i e lGE ，S u l l i v a nMj ，P e t r a k i sL ，e ta 1 ．“C n u c l e a rm a g n e t i cr e s o n a n c ec h a r a c t e r i z a t i o no fc o a l m a c e r a l sb ym a g i c a n g l es p i n n i n g [ J ] ．F u e l ，1 9 8 2 ， 6 1 4 1 1 - 4 1 4 ． A r e n i l l a sA ，R u b i e r aF ，P i sJJ ．S i m u h a n e o u st h e r m o g r a v i m e t r i cm a s ss p e c t r o m e t r i cs t u d y o nt h e p y r o l y s i sb e h a v i o ro fd i f f e r e n tr a n kc o a l s [ J ] ．JA n a l A p p lP y r o l y s i s ，1 9 9 9 ，5 0 3 1 4 6 ． B e r k o w i t zN ，T h ec h e m i s t r yo fc o a l [ M ] ．A m s t e r d a m E l s e v i e r ，1 9 8 5 ， S t m g n e l lB tP a t r i c kJW ．R a p i dh y d r o p y ro l y s i ss t u d i e so nc o a la n dm a c e r a lc o n c e n t r a t e s [ J ] ．F u e l ， 1 9 9 6 ，7 5 3 0 0 3 0 9 T G M SS t u d yo nP y r o l y s i sB e h a v i o ro fS h e n m uC o a lM a c e r a l s S U NQ i n gl e i ，L IW e n ，C H E NH a o k a n ，L IB a n q i n g S t a t eK e yL a bo fC o s lC o n v e r s i o n ，I n s t i t u t eo fC o a lC h e m i s t r y ， C h i n e s eA c a d e m yo fS c i e n c e s ，T a i y u a n ，S h a n x i0 3 0 0 0 1 ，C h i n a A b s t r a c t T h et h e r m o g r a v i m e t r i cc h a r a c t e r i s t i c so fS h e n m uc o s la n di t sm a c e r a l s w e r es y s t e m a t i c a l l y i n v e s t i g a t e du s i n gT G1 5 1t h e r m o b a l a n c e ，a n dt h ee v o l v e dp y r o l y s i sg a s e sw e r eo nl i n ea n a l y z e du s i n gm a s s s p e c t r o s c o p y ．T h eT Gr e s u l t ss h o wt h a tv i t r i n i t eh a sh i g h e rv o l a t i l em a t t e ry i e l d ，m a x i m u mw e i g h tl o s sr a t e a n dl o w e ri n i t i a ld e c o m p o s i t i o nt e m p e r a t u r ea n dp e a kt e m p e r a t u r et h a nt h a to fi n t e r i n i t e ．T h er e s u l t sf r o m M Ss h o wt h a tt h ey i e l d so fC lC 4l i g h th y d r o c a r b o na n dC 6C 8a r o m a t i ch y d r o c a r b o na r ei nt h eo r d e ro f v i t r i n i t e ．1 - a wc o a la n di n n e r t i n i t ef r o mh i g ht ol o W ．T h eh i g h e rw a t e rf o r m a t i o nf r o mv i t r i n i t ei sc o n s i s t e n t w i t ht h ef a c tt h a tv i t r i n i t eh a sh i g h e rp h e n o l i c O Hc o n t e n tt h a nt h a to fi n e r t i n t i e ．T h ed i f f e r e n c ei ne v o l u t i o n o fC 0 2f t o mb o t hv i t r i n t ea n di n e r t i n i f er e f l e c t st h ed i f f e r e n c ei nc o n t e n to fo x y e c o n t a i n i n gg r o u p s ．A n dt h e s t r e n g t ha n dd i s t r i b u t i o no fe v o l u t i o no fe a c hp y r o l y s i sg a sr e f l e c t st h ed i f f e r e n c ei np y r o l y s i sr e a c t i v i t y o f v i t r i n t i ea n di n e r t i n i t ed u et ot h ed i s c r e p a n c yi nt h e i rc o m p o s i t i o n sa n ds t r u c t u r e s ． K e yw o r d s c o s l ；m a c e r a l s ；p y r o l y s i s ；g a se v o l u t i o n ；T G M S 责任编辑王玉浚 ] ] ] 山 I 呈l _ 三l 万方数据