基于傅里叶红外光谱的高温煤焦表面化学结构特性分析

采用热力工况与实际煤粉炉相近的沉降炉，获取了不同环境气氛下的煤焦试样，采用傅里叶变化红外(Fourier-transforminfrared，FTIR)光谱仪测定固体颗粒试样的表面微化学结构及官能团，通过FTIR谱图的分峰拟合处理，对焦样表面化学结构变化特征进行半定量分析。实验结果显示，热解及燃烧过程中所有的C—H、C—O类官能团基本均会随着挥发分一起析出，特别是含O及脂肪类结构基本消失，所属波段的吸收峰的强度均不同程度的有所减弱。无论热解还是燃烧过程，与芳氢相比煤焦中的脂肪类氢、碳基团更容易分解而析出，表现为试样中芳碳相对含量增加，焦样表观的芳香度(fa)升高。在高浓度的CO2气氛下，由于CO2对煤焦颗粒的气化效应，颗粒的实际温度较N2气氛时降低，使得煤焦中有机物的分解及析出过程有所延缓，表现为CO2气氛下颗粒的芳氢与脂氢比(Har/Hal)以及芳香度(fa)稍低于N2气氛时的情况。研究推断热解气氛及温度是影响有机组分分解及煤焦活性的关键因素。