新型能源体系发展背景下煤炭清洁高效转化的挑战及途径

当今世界地缘政治风险加剧、气候环境问题凸显,能源转型变革加快。在此背景下,构建更加适应形势变化的能源体系对提高我国能源供应系统的可持续性及安全稳定性意义重大。目前我国化石能源仍占据主体地位。油气资源存在能源安全问题及新能源技术水平有待提升,中国短期内对煤炭能源仍将保持较高依赖性。因此,推进煤炭清洁高效转化对于新型能源体系的构建具有重要意义。首先对新型能源体系的具体内涵与构建方向展开讨论,并在此基础上,对新时代中国煤化工产业的发展现状以及面临的机遇与挑战进行了阐述,以期为煤炭的清洁高效转化技术的进步及煤化工产业的未来发展提供建议。新时代要求赋予新型能源体系更多的内涵。因此从战略上看,未来能源体系应具备“安全高效、清洁低碳、多元协同、智能普惠”多个特征,这也对煤炭产业的清洁高效发展提出了更高的要求。我国的煤炭清洁高效转化已取得显著进步,但多个关键技术仍亟待突破。结合煤炭产业转型发展与“双碳”目标关系的系统性认识,在新型能源体系建设的需求下,推进煤炭清洁高效转化对于社会经济发展、助力“双碳”目标实现具有重要意义,其关键在于加强该领域相关学科专业的基础研究和煤炭清洁高效转化技术的创新开发。

煤气化渣结构组成及其主要金属元素赋存形态

煤气化渣的减量化、资源化和无害化是目前煤化工行业的研究热点,对其物理化学特性及重金属含量与环境风险的研究是实现以上目标的基础。以宁东基地某煤化工生产企业的煤气化渣为研究对象,研究了粗渣和细渣的结构组成及主要金属元素赋存形态与环境风险。结果表明,煤气化渣由残炭和灰分(主要成分为SiO_(2)和Al_(2)O_(3),质量分数分别为50%和15%左右)组成。粗渣灰分含量高(质量分数>90%)且颗粒致密光滑,细渣残炭含量高(质量分数约20%)且孔隙丰富。含量高于500µg/g的金属元素主要富集在粗渣中,低于200µg/g的金属元素在细渣中富集。细渣中金属元素稳定性较低,特别是Cd,其非稳定态占比高于70%,且风险评价指数为34.16,环境风险高。本研究旨为煤气化渣的资源化和无害化处理提供基础数据。

神府烟煤及其煤岩组分制备氧化石墨烯的组成、结构演变

以煤为原料制备石墨烯是一种非常有前景的煤炭材料化、高值化利用途径。针对煤岩组分的组成、结构差异,探明煤岩组分在制备氧化石墨烯过程中的演变规律,是开发煤基石墨烯制备技术的理论基础。利用重选法富集低变质神府煤中镜质组和惰质组,并将富集煤岩组分通过高温石墨化得到石墨化碳,以石墨化碳为前驱体通过改良的Hummers氧化法制备煤基氧化石墨烯。利用元素分析、红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜、透射电镜以及原子力显微镜等研究煤及其煤岩组分在制备氧化石墨烯过程中的组成和结构演变规律。结果表明炭化处理使煤有机大分子结构向无定形碳结构转变,高温石墨化使煤有机大分子结构向石墨碳结构转变;惰质组呈片状结构且分子结构中芳香结构单元较多导致石墨化碳微晶尺寸较大,高温石墨化处理后其拉曼光谱的(A_(D1)/A_(G))值为0.382,镜质组高温石墨化处理后的(A_(D1)/A_(G))值为0.686,原煤高温石墨化处理后的(A_(D1)/A_(G))值为0.864;利用富惰质组得到的石墨化碳制备氧化石墨烯厚度尺寸约5 nm;而镜质组的石墨化碳中石墨微晶结构较小,得到的氧化石墨烯尺寸较小,且氧化石墨烯平均厚度超过10 nm;原煤中由于石墨化过程形成棒状结构,较难形成有序片层结构,氧化剥离也难以得到氧化石墨烯。

复合生物再生沥青及混合料路用性能

环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯(DINCH)增塑剂与餐厨废弃油脂共混,制成复合生物再生剂,通过三大指标及布氏黏度实验确定复合沥青再生剂的最佳配比。在掺加再生剂与未掺再生剂的条件下,分别制备不同RAP(Reclaimed Asphalt Pavement)掺量的再生沥青混合料并进行车辙实验、低温弯曲破坏实验、浸水马歇尔实验和冻融劈裂实验。结果表明,DINCH增塑剂与餐厨废弃油脂配比为0.4∶1时,再生沥青常规性能恢复至原样沥青水平。再生沥青混合料在RAP掺量为30%~50%的条件下,未掺加复合生物再生剂的沥青混合料低温抗裂性及水稳定性均不满足规范要求;掺加再生剂后,随着RAP掺量的增加,再生沥青混合料的低温抗裂性及水稳定性降低,高温稳定性能提高,当RAP掺量为30%时,再生沥青混合料的低温抗裂性及水稳定性与新拌混合料相当,高温稳定性能优于新拌沥青。

富油煤焦油中多环芳烃加氢饱和反应研究进展

【意义】多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是煤焦油中最主要的成分之一,通过加氢饱和可制取具有高能量密度和高热稳定性的喷气燃料。通过分析PAHs加氢过程特点,指出PAHs自身的共振能和加氢中间产物的空间位阻,以及原料和中间产物在催化剂活性位上的竞争吸附是PAHs加氢饱和的关键难题。【进展】综述了近年来PAHs加氢饱和催化剂的研究进展,分析了影响催化剂性能的本质原因,指出提高催化剂活性金属组分的分散度、减小催化剂金属颗粒尺寸可以使催化剂具有更多的加氢活性位点,活性金属适宜的缺电子状态能促进PAHs分子在活性位点上的吸附活化,抑制竞争吸附带来的不利影响。具有丰富孔道和介孔(6~8 nm)结构的催化剂载体有利于PAHs和加氢中间产物的扩散,降低加氢中间产物的空间位阻对加氢反应的不利影响,同时可提供更多的反应表面,促进深度加氢反应进行。酸性适宜的载体可以与活性组分产生相互作用,促进活性组分形成适宜的缺电子状态。总结了PAHs加氢饱和过程的热力学和动力学特征,PAHs加氢反应为放热可逆反应,平衡常数和平衡转化率随反应温度降低而增大,随反应压力的升高而增大,PAHs的扩散性随反应温度的升高而增强,吸附常数随饱和环数的增加而减小。【展望】最后,从催化剂活性组分和载体的设计及调控、PAHs加氢饱和过程热力学和动力学研究等方面提出了研究建议。对煤焦油中PAHs加氢饱和过程及其催化剂的分析和讨论将为富油煤资源高效开发利用提供有益指导。

煤气化渣气流分级提炭分质试验

煤气化渣提炭分质是实现其减量化、资源化、高值化利用的关键。基于此,提出研磨破碎-气流分级的干法提炭工艺,利用研磨使气化渣中炭灰结合物解离,再利用气流分级机内离心力和气体曳力作用,将解离所得的细颗粒进行高效分离。通过设计均匀试验并对各影响因素进行回归分析,获取优选试验条件并对该试验条件下的提炭效果进行验证。结果表明,气流分级提炭受多因素耦合作用影响,其中分级机频率和引风机频率是影响提炭效果的关键。均匀试验优选条件为分级机频率175 Hz、引风机频率5 Hz,喂料螺旋频率5 Hz,二次风口全开;该条件下所得富炭产品的收率为25.86%,烧失量49.76%,较原气化渣烧失量提高了26.91%,与试验预测值(49.64%)较一致,且试验效果明显优于未研磨破碎直接气流分级的气化渣。优选条件下气流分级得到的富炭产品的平均粒径(Dav)为5.95μm,满足橡胶补强填充料的粒度要求,其热值为16.73 MJ/kg,亦可作为细粉燃料等使用。同时,气流分级可实现较好的气化渣脱炭效果,所得脱炭渣烧失量低于10%,有利于其在建材等领域应用。研磨破碎-气流分级方法可实现气化渣的提炭分质,有利于其下游利用。

电解煤浆制氢过程中煤阶及矿物的影响与煤结构演化研究进展

电解煤浆制氢(CSE)是一种在温和条件下实现电化学制氢与煤炭低碳清洁利用的新技术。电解煤浆制氢的理论分解电压仅为0.21V,实际消耗的能量约为电解水制氢的1/3~1/2,具有能耗低、污染小,可与煤基精细化学品制备、煤岩显微组分分离等过程集成的优点,但煤转化率低、煤浆电解机理不清晰等问题仍具有极大挑战性。本文讨论了CSE机理研究现状,概述了煤阶及矿物质对CSE的电氧化活性的影响,总结了CSE过程中煤表面元素、官能团结构、煤碳骨架结构在阳极区电化学氧化的变化规律,讨论了阴极区电化学还原对煤表面润湿性、Zeta电位等煤表面性质的影响,以及阴极区添加煤浆的电还原制氢及其耦合技术,以期为CSE制氢与煤低碳清洁利用提供理论支撑。此外,本文还展望了CSE的发展方向,提出了高性能CSE电极催化材料开发及煤氧化-还原反应调控机理研究是该技术获得突破的关键。

煤岩显微组分电浮选分离与制氢过程中氢/氧气泡的影响机制

电浮选技术是实现煤岩显微组分高效分离的有效途径,也是一种有显著优势的制氢技术。电浮选中电解气泡既是浮选分离的载体,又是有效的氢气/氧气产物。本文探讨了高惰质组煤电浮选过程中电解气泡对煤岩显微组分分离效果的影响机制,利用诱导时间测定仪、红外光谱、接触角测量仪及气相色谱等考察了氢气泡和氧气泡对煤岩显微组分的选择性以及电化学反应对煤结构和可浮性的影响规律和气体产物组成等。结果表明,电解氢气泡浮选所得的浮物收率及浮物镜质组含量较氧气泡高,相应的镜质组回收率也高于氧气泡;电浮选过程中的电解作用会改善煤岩显微组分的表面结构,引起润湿性的变化,电浮选阴极区对煤具有电化学还原作用,可减少煤中—OH、—COOH与C==O等亲水性官能团,从而增加煤样的接触角,减小氢气泡对煤的诱导时间,从而增加煤的可浮性,而阳极区的作用相反;煤浆电浮选过程中可获得纯度>94%的氢气和>96%的氧气,且镜质组为电解质时的气体产物纯度高于惰质组,但惰质组可获得更高的产气速率;采用两级串联流程进行煤岩显微组分的电浮选分离时,浮选分离的综合效率最高可达到83.7%,此时浮物的镜质组回收率为86.7%,两个沉物产品的回收率分别为41.6%和54.9%,氢气的产率可达到6.49mL/(min∙cm^(2))。

有机硅-聚丙酸酯改性明色沥青及混合料路用性能

为评价明色沥青路面的路用性能,选择不同掺量有机硅-聚丙酸酯(SMP)对明色沥青进行改性,并进行常规物理性能和布氏黏度实验。通过车辙实验、低温弯曲实验、浸水马歇尔实验和冻融劈裂实验对不同级配沥青混合料进行路用性能分析。结果表明,SMP改性剂可以提高改性明色沥青黏度,随着SMP掺量增加,改性明色沥青的高温能力增强。另外,在AC(SK70)、AC(SBS)、CSMA、COGFC 4种级配类型的沥青混合料中,COGFC明色沥青混合料抗车辙能力最优,且SMP改性剂对于明色沥青混合料低温性能有一定的提升,但SMP改性剂对明色沥青混合料水稳定性会产生不良影响。

2种假单胞菌对乌海风化煤的连续降解

为提高煤的微生物降解率,实现煤的微生物法产业化应用,进行了2种假单胞菌(日本假单胞菌和铜绿假单胞菌)对内蒙古乌海风化煤的微生物连续降解研究。首先,采用了3种组合降解模式和2种单一降解模式对煤样进行生物转化,降解结束后使用重量法和紫外可见吸光度法评估各个降解路线的生物降解率,并分别对不同降解路线的产物进行表征;然后,选最优工艺路线进行微生物降解,用紫外可见光吸光度、红外光谱和GC-MS等表征分析了降解过程中煤的官能团变化和液相产物的组成和结构;最后,在此基础上,探究了内蒙古乌海氧化风化煤微生物转化的连续降解机制。结果表明:先用日本假单胞菌,再利用铜绿假单胞菌进行连续降解(表示为“日本假单胞菌→铜绿假单胞菌”)为最优降解路线,降解率由单一菌种的49.2%提高到了68.2%;在乌海氧化风化煤的微生物降解过程中,日本假单胞菌更容易降解煤的脂肪族侧链,而芳香族骨架则更容易被铜绿假单胞菌降解;最优降解顺序“日本假单胞菌→铜绿假单胞菌”降解乌海氧化风化煤的可能过程为先降解煤表面的长链烷烃,再降解煤内部的芳香烃。研究结果对提高煤的微生物降解率和实现煤的微生物转化利用具有一定的指导意义。

2种细菌降解蒙东褐煤产腐植酸的研究

通过单因素实验和正交实验分别得到假单胞菌属和粪产碱杆菌降解蒙东褐煤提取生物腐植酸的最优条件,将此条件下所得的2种生物腐植酸与利用碱性萃取剂法得到的化学腐植酸通过UV-vis、FTIR、XPS及营养元素检测等方法进行对比分析。研究结果显示,假单胞菌属对蒙东褐煤氧化煤的最优降解条件为煤浆浓度0.5g/50mL、提取时间14d、菌液用量2mL/50mL,粪产碱杆菌对蒙东褐煤氧化煤的最优降解条件煤浆浓度0.5g/50mL、提取时间12d、菌液用量4 mL/50 mL,2种细菌对生物腐植酸的最高产率分别为35.39%和38.26%,这表明粪产碱杆菌对蒙东褐煤的降解效果好于假单胞菌属;对照组碱提取法对化学腐植酸最高产率为42.89%。UV-vis和FTIR分析表明,2种生物腐植酸的分子量、芳香度以及含氧官能团的总数量要小于化学腐植酸;XPS分析表明2种生物腐植酸中含氧官能团的种类数大于化学腐植酸,同时2种生物腐植酸中的碳元素的存在形式与化学腐植酸也有较大差异;营养元素检测表明2种生物腐植酸中的N、P、K、Ca、Mg的含量远大于化学腐植酸。

风化煤暗发酵生物制氢与关键代谢途径分析

风化煤热值低、利用方式单一且污染环境,为拓宽风化煤的利用途径,实现资源利用和环境保护,对风化煤进行暗发酵制取生物氢气。选取山西晋城和太原、内蒙古乌海三个矿区的自然风化煤,以煤层矿井水作为菌种来源,通过生物产氢试验、GC-MS、三维荧光和宏基因组学等测试手段揭示风化煤生物制氢可行性及关键代谢产物和途径。结果表明:不同矿区风化煤可以被转化为生物氢气,其中乌海风化煤产氢量最大(10.26 mL/g),远高于晋城风化煤产氢量(5.22 mL/g)。风化煤产氢系统偏酸性环境,pH和COD质量浓度具有一定的规律性变化,随着发酵的进行部分有机物得到利用产生乙酸和氢气。风化煤产氢过程中液相有机物主要以酸类(乙酸、丙酸、正戊酸和丁酸)和醇类(2,3-丁二醇,糖醇和(S)-1,2-丙二醇)为主,可溶性有机质以腐殖酸和色氨酸蛋白类有机质为主,且随着发酵的进行,多种有机质被消耗利用。风化煤制氢过程中微生物主要以Pseudomonadota门和Citrobacter属为主,且主要通过分解和利用有机酸(乙酸、丙酸、丁酸、乳酸)产生氢气。风化煤制氢过程中,乙酸代谢途径以糖酵解途径为主,有机质被细菌分解生成丙酮酸后再被产氢细菌利用,其中丙氨酸激酶和醛酮酸脱氢酶在细胞代谢生成氢气过程中发挥着重要作用。研究结果揭示了风化煤产氢的潜力机制,为风化煤有效利用提供了理论参考。

多源低热值燃气无焰燃烧的数值模拟研究

生物质、生活垃圾、低品位煤等原料通过厌氧发酵、热解气化等技术可制备燃气。这既能处理固体废弃物、清洁利用煤,又能产生可利用的燃气,具有能源和环保的双重效益。但制得的燃气热值低、组成复杂、不可燃组分多,且组成受原料、工艺影响变化较大,采用传统燃烧方式存在点火困难、燃烧不稳定、污染物不易控制等问题。无焰燃烧是一种低氧条件下的温和燃烧模式,污染物排放量低、燃烧效率高,有助于解决这些问题。因此,采用详细化学反应机理GRI Mech 3.0和涡耗散概念(EDC)模型,通过湍流与化学反应的耦合计算,对3种低热值燃气无焰燃烧过程进行数值模拟研究。实验数据验证该方法能够准确地模拟实际燃烧器中的无焰燃烧。随后对沼气、生物质气化气、煤气化气进行无焰燃烧数值模拟研究,包括温度场、组分场、OH自由基分布和污染物排放等,并通过对燃烧器的改进成功实现了生物质气化气和煤气化气的无焰燃烧。结果表明,生物质气化气、煤气化气在进行无焰燃烧时温度分布比天然气、沼气的温度分布更加均匀、反应区结构更大,且NO_(x)接近“零排放”;CO_(2)的稀释对于无焰燃烧有促进作用;CH_(4)成分的存在会改变反应区及OH分布,使温度分布更加趋于不均匀。将3种低热值燃气无焰燃烧横向对比发现,即便输入功率一样,燃气热值越低,炉膛整体温度越低,但烟气量更大,因此应加强烟气的余热利用,增大系统的热效率。

煤化工生产技术路线及产品现状

中国煤炭资源丰富,是我国重要的能源资源,传统煤炭加工过程中能耗高,污染大,对环境和人体健康产生严重影响。在“双碳”背景、能耗双控政策影响下,选择合适的路线生产具有市场竞争力的产品是一个战略性的问题。文章从煤炭焦化、气化、液化三个方面综述了煤化工生产的技术路线及产品现状,并对其发展趋势进行预测,以期为煤化工产品路线选择提供参考。

现代煤化工中的能源利用技术分析

本文深入探讨了现代煤化工中的能源利用技术,对煤炭气化生产工艺进行了全面概述,包括基本概念、重要性和意义,以及工艺的分类。随后,重点分析了现代煤化工中的三项关键能源利用技术,即余热回收利用、清洁生产技术和生物技术。在余热回收利用方面,强调了通过有效回收余热实现能源效益提升的方法和技术;清洁生产技术的原理和实施得到详细剖析,强调减少环境影响和提高资源利用效率的必要性;同时,生物技术作为一项创新性的能源利用途径,展现了在煤化工中的巨大潜力。第三部分通过具体案例分析,突显了这些技术在提高能源利用效率、减少环境污染方面的积极作用。最后,总结了现代煤化工中能源利用技术的应用流程,包括能源利用技术方案选择、技术实施与优化以及持续改进与长期监控等关键步骤。

煤气化渣资源化利用综述

随着“双碳”目标的推进,社会对煤气化渣处理的关注与需求日渐紧迫。综合过往研究,介绍了煤气化渣的主要来源与排渣方式,并分别对比了粗渣与细渣在形貌、粒度组成、矿物物相、化学组成等方面的性质特点,为实现其“减量化、资源化、无害化”利用提供了理论依据。基于气流床煤气化粗渣、细渣显著的性质差异,探索了两者不同的资源化处理方式,并分析了当下利用途径存在的局限性。粗渣具有优秀的水化活性与火山灰活性,在矿井回填、路基填筑、水泥与混凝土骨料、陶粒材料以及墙体材料等中低值利用领域应用广泛,但存在重金属浸出风险、经济效益低等问题。细渣中残炭含量丰富,主要采用重选法与浮选法进行可燃体回收与灰渣分离。但其较高的细粒级含量降低了重选分选精度,复杂的炭-灰结合形态提高了浮选回收难度。同时细渣孔隙结构发达,比表面积高达258.29 m^(2)/g,具有一定的吸附能力,在土壤改良、催化剂载体、化工原料、陶瓷材料、吸附材料等领域应用潜力巨大,但高值化处理工艺复杂,成本较高,工业应用难度较大。针对这些问题,需基于煤气化渣的物化性质,探索大规模消纳与高值化利用相结合的途径,实现对煤气化渣分类分级的资源化利用。此外,需结合现场生产实践,探索煤气化渣就地解决的处理方法以降低运输成本,以及在其产生工艺过程中进行物化性质的诱导改善处理。

KOH添加方式对煤基活性泡沫炭电化学性能的影响

以强黏性炼焦煤为原料,经常压自发泡法制得的煤基泡沫炭(NCF)为碳基底,KOH为活化剂,采用机械混合、水溶液浸渍、乙醇浸渍三种不同的方式制备煤基活性泡沫炭(HPCs),并将其用作双电层电容器的电极材料,研究了KOH添加方式对其微观结构和电化学性能的影响。结果表明,KOH分散度和附着性对煤基活性泡沫炭孔隙结构的生成、晶体结构、表面化学性质以及电化学性能有显著影响。煤基泡沫炭本身具有三维连通泡孔结构,有利于活化剂(KOH)深入材料的泡孔内部并为其提供大量附着位点,增大活化剂与碳基体的接触面积进而发生高效的活化。KOH水溶液的流动性较好,可以使K+更有效地穿插在NCF的泡孔结构中,在活化过程中作用于缺陷部位,在碳基体内部基质上产生更多的微孔以及介孔结构,有效地放大了活化效果。KOH水溶液浸渍泡沫炭材料制得的ACF-W样品拥有最高的比表面积(3098.35 m^(2)/g)、总孔体积(1.68 cm^(3)/g)、介孔体积比(59.13%),将其用作电极材料表现出优异的比电容(310 F/g)以及循环稳定性。

国产环保型填充油在溶聚丁苯橡胶中的应用研究

考察了中国石化济南分公司200#环保型橡胶填充油作为溶聚丁苯橡胶(SSBR)填充油及加工过程操作油的应用效果,并与德国汉圣公司V500填充油进行对比实验,探讨了200#填充油替代V500填充油的可行性。实验结果表明,200#填充油赋予橡胶更低的混炼胶门尼黏度、略优的加工性能、较高的加工安全性和较快的硫化速率,更优的动态性能,抗湿滑性提高9%,滚动阻力降低6%。200#填充油在SSBR中的应用效果略优于V500填充油,完全满足高性能SSBR使用要求。

湿法脱硫中多硫离子分离方法的建立

多硫离子S_(x)^(2-)是湿式催化氧化脱硫技术中H2S向单质硫转化的中间产物,在脱硫环境中,析硫反应和副盐反应存在平行竞争关系,S_(x)^(2-)的存在形态及浓度是评价两个竞争反应程度的前提条件。本文通过紫外-可见分光光度法(UV-vis)、液相色谱-质谱仪(LC-MS)和高效液相色谱(HPLC)方法可实现对S_(x)^(2-)的存在形态及各形态浓度定量测定的目标。结果表明:UV-vis法可测定出S_(x)^(2-)的总浓度;甲基化法可将S_(x)^(2-)的各个形态进行捕捉,LC-MS和HPLC法可将各形态的甲基化多硫化物分离,且S_(x)^(2-)的硫原子数(2—10)越大保留时间越长;结合UV-vis建立的标准曲线和HPLC上各个形态S_(x)^(2-)出峰的相对强度,推算出溶液中各形态S_(x)^(2-)的绝对浓度;多硫化钠溶液主要以S_(4)^(2-)、S_(5)^(2-)、S_(6)^(2-)、S_(10)^(2-)为主,其中浓度和pH对S_(x)^(2-)的影响较小,而温度过高不利于S_(x)^(2-)的生成,从而不利于单质硫的生成。这一项工作为进一步从源头上研究副盐成因及加快析硫反应的研究奠定了基础。

热解预处理对昭通褐煤润湿性的影响机制

褐煤的强亲水性为其加工和利用造成了许多不利影响,热解预处理是调控褐煤润湿性的有效方法之一。采用工业分析、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和接触角测量探究了热解预处理对褐煤润湿性的影响机制。热解预处理的温度分别为200℃,300℃,400℃和500℃,时间分别为30 min,60 min,90 min和120 min。结果表明:热解预处理改变了褐煤的化学结构和组成,显著影响了褐煤的润湿性。褐煤的羧基在200℃时开始裂解逸出,并在300℃时基本消失;褐煤的酯基在300℃时开始裂解逸出,并在400℃时基本消失;而褐煤的C—O(醚键、酚和醇)的热稳定性较好,热解预处理后其相对含量略微增加;褐煤的芳碳率随着热解温度和时间的增加而增大,且芳香核尺寸在300℃时开始增大。如果使用热解预处理来减弱褐煤的亲水性,则应确保在较低温度下有足够的热解时间来去除褐煤的含氧官能团,而在较高温度下应使用较短的时间来防止褐煤的有机质过度损失。在300℃(120 min)或400℃(30 min)热解条件下,褐煤的亲水性含氧官能团(羧基或酯基)裂解逸出,且疏水性芳香核尺寸增大,从而使其亲水性显著减弱,接触角由原煤的44.00°分别增大为87.50°和85.75°。然而,在400℃(热解时间大于30 min)和500℃条件下,褐煤的有机质过度损失,导致矿物质或无机质的相对含量增加,使其亲水性仍然较强。