中国煤炭地质总局(中国煤炭地质总局勘查研究总院)

 

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创新点

（1）①淖毛湖煤田A4煤层煤中各样品的氢碳原子比均大于0.8，平均值达0.94，挥发分产率平均达49.2%，为高挥发分煤，镜质组最大反射率为0.42%，显微煤岩组分镜质组和壳质组含量超过90%，镜质组以基质镜质体为绝对主体，这些都为淖毛湖煤的加氢直接液化提供了优质反应对象及物质基础。②从煤灰成分看，淖毛湖A4煤层灰分平均5.2%，灰分极低，且灰分中对直接加氢液化有不良影响的SiO2和Al2O3含量较低，对液化有催化作用的Fe2O3含量较高，淖毛湖煤田A4煤灰产率及成分也是有利于煤炭直接加氢液化工艺的。

（2）从成因条件看，淖毛湖煤田A4煤层形成的早侏罗世八道湾组沉积时期，整体气候湿热，所处的泥炭沼泽环境推测为富钙环境，地层层序属于水进序列，这些条件保证了泥炭堆积早期的腐殖化作用和生物化学凝胶化作用和之后的地球化学凝胶作用，充分的凝胶化作用是形成淖毛湖煤田煤超高的直接液化活性组分（镜质组+壳质组）的重要因素；同时淖毛湖盆地成煤期形态平坦，沉积区距离物源区距离较远，使得煤灰产率较低，煤灰中SiO2和Al2O3含量较低，使得直接液化工艺性能较好。

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作 者

宁树正1,黄少青1,杜芳鹏2,张 莉1,张建强1,朱士飞3

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单 位

1.中国煤炭地质总局勘查研究总院；2. 西安科技大学 地质与环境学院；3.江苏矿产地质设计研究院

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研究背景

煤的直接液化是相对于间接液化而言的,是指将煤研磨后混合于溶剂中,在加温、加压、加氢(或不加)、加催化剂的情况下,使部分煤分子发生裂解,形成溶于溶剂的液态产品。另一方面,由于直接液化的实质是将原料煤固态大分子H/C原子比增加到2.0左右,使之形态转换为液体小分子的过程，煤本身的性质是影响直接液化的重要因素。

2019年,煤炭科学技术研究院有限公司对新疆淖毛湖煤直接加氢液化特性的研究, 在420℃,15MPa和60min的反应条件下,煤的转化率可达93%,油产率65%,取得良好的直接液化效果,具有一定的代表性。因此,进一步厘清淖毛湖煤田煤质及煤岩学特征将有助于更加深入、全面地认识优质直接液化用煤的特征及形成环境,也可以为进一步扩展淖毛湖煤田直接液化研究规模提供基础数据和理论依据,为新疆立足本区资源优势,促进经济发展提供了技术参考。

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摘 要

新疆淖毛湖煤田A4煤层具有优质的直接液化特性,以淖毛湖煤田A4煤层为对象开展直接液化用煤研究,对优质直接液化用煤质量特征和成因认识具有重要意义。

研究样品采集于淖毛湖煤田白石湖露天矿,测试结果显示淖毛湖煤田A4煤层煤中各样品的氢碳原子平均值达0.94,挥发分产率平均达49.2%,直接液化的活性组分(镜质组+壳质组)含量高达97.7%,而A4煤层灰分平均5.2%,灰分极低,且灰分中对直接加氢液化有不良影响的SiO2和Al2O3质量分数较低,对液化有催化作用的Fe2O3质量分数较高。

所以淖毛湖煤田煤岩煤质三高一低(高氢碳原子比、高挥发分及高活性组分、低灰分)的特征为直接液化带来了有利条件。淖毛湖煤样镜质组最大反射率平均值为0.42%,处在直接液化的最佳煤化阶段。

煤相研究结果表明,淖毛湖煤田A4煤层形成的早侏罗世八道湾组沉积所处的泥炭沼泽环境为富钙环境,保证了泥炭堆积早期的腐殖化作用和生物化学凝胶化作用,地层层序属于水进序列,能够很好的在泥炭堆积后迅速被上覆沉积物所覆盖,保证了泥炭处在缺氧的还原环境,使得凝胶化作用充分进行;同时,煤层上覆、下伏地层均隔水性良好,保证了煤岩组分的演化过程不易受到来自顶底板的富氧水的影响,上述因素,形成淖毛湖煤田煤超高的直接液化活性组分(镜质组+壳质组)的重要因素,为优质直接液化用煤形成提供了有利条件。

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部分图片

研究区构造位置

淖毛湖煤田地层柱状图及A4煤层样品垂向分布(据文献[14]修改)

淖毛湖煤田A4煤层典型煤岩组分照片

淖毛湖矿区A4煤顶板和夹矸X衍射谱图及矿物质量分数

淖毛湖矿区A4煤层煤主量元素氧化物质量分数与灰分产率相关性分析

淖毛湖煤田A4煤层煤相分析

风能无论是总装机容量还是新增装机容量，全球都保持着较快的发展速度，风能将迎来发展高峰。

三塘湖盆地西山窑组中期沉积相

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作者简介

宁树正，男，1977年5月8日生，山东诸城人，博士，教授级高级工程师，中国煤炭地质总局勘查研究总院总工程师。获省部级科学技术奖10余项，主编专著4部，发表学术论文30余篇。

在碳排放核算过程中，将运用碳排放系数计算各个阶段的排放量。通过碳排放系数进行碳核算可以直接量化碳排放的数据，在碳交易市场的运行至关重要。

研究方向

煤田地质及煤系矿产资源综合研究

主要成果

致力于煤田地质及煤系矿产资源，在煤系关键金属及煤炭资源清洁利用地质评价研究方面取得多项创新性成果。建立了煤系矿产资源综合评价技术体系，提出了煤中锗、镓、锂、稀土等关键金属资源地质评价规范，为我国战略性关键金属资源保障提供了支持；开展全国煤炭资源清洁利用地质研究，系统评价了全国煤炭资源的清洁利用性能，为我国煤炭资源清洁利用提供了有力的地质资源数据支持。

来源：

宁树正,黄少青,杜芳鹏,等. 新疆淖毛湖煤田A4 煤层优质直接液化用煤煤质特征与成因[J]. 煤炭学报,2021,46(1):251-262.

NING Shuzheng,HUANG Shaoqing,DU Fangpeng,et al. Characteristics and origin of high quality direct liquefaction coal of A4 coal seam in Naomaohu coalfield,Xinjiang Province[J]. Journal of China Coal Society,2021,46(1):251-262.

责任编辑：韩晋平

编辑整理：郭晓炜

审核：常 琛

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能源亦称能量资源或能源资源，是指煤炭、石油、天然气、生物质能和电力、热力以及其他直接或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源。