褐煤官能团对燃烧特性影响的研究

"该文通过热重分析仪和傅里叶变换红外光谱仪研究了7种褐煤的结构特征和燃烧特性，发现褐煤中的官能团对燃烧特性有显著影响。芳香烃结构稳定但活性低，不利于着火；脂肪烃含量影响燃尽温度；含氧官能团和羟基能提升燃烧速度和降低活化能，促进燃烧。" 褐煤是一种低阶煤，其燃烧特性的研究对于煤炭的高效利用和环境影响控制具有重要意义。在煤的微观结构中，官能团是影响其燃烧性能的关键因素之一。官能团是指分子中具有特定化学性质的部位，如羟基(-OH)、羧基(-COOH)、羰基(-C=O)等。这些官能团的存在可以改变煤的化学反应性和热解行为。 在本研究中，研究人员利用热重分析(TGA)来考察褐煤的重量随温度变化的规律，以此评估其燃烧性能。傅里叶变换红外光谱(FTIR)则用于分析煤样的化学结构，通过Gaussian峰分峰拟合技术，可以识别并量化不同类型的官能团。 研究发现，褐煤中的芳香烃结构相对稳定，但活性较低，这意味着它们不易参与燃烧反应，从而可能延长煤的着火时间，对煤的初期着火是不利的。另一方面，脂肪烃含量较高的褐煤，由于其链状结构较为活泼，可能导致更高的燃尽温度，使得燃烧过程不完全，增加污染物排放。 含氧官能团，如酚羟基和醇羟基，对褐煤的燃烧有着积极的作用。它们的存在可以增强煤与氧气的接触，提高着火后的燃烧速度，同时降低褐煤的活化能，使燃烧过程更容易启动。活化能的降低意味着需要较少的能量就能引发燃烧反应，从而有助于改善燃烧效率。 此外，研究还强调了低阶煤如褐煤的独特性质，它们含有更多的可挥发性有机物和水分，这使得它们在燃烧过程中表现出不同于高阶煤的特性。理解这些特性有助于优化褐煤的燃烧工艺，比如通过预处理或添加助燃剂来改善其燃烧性能，减少环境污染，提高能源利用率。 通过对褐煤官能团的深入分析，可以为优化褐煤燃烧提供理论依据，指导燃煤技术的发展，以实现更清洁、更高效的能源利用。同时，这样的研究也有助于为煤炭资源的可持续利用提供科学支持。