我國擁有豐富的褐煤資源，已探明的褐煤資源量可達１９０３億ｔ，占全國煤炭預測資源量的４１．1８％，在我國煤炭資源中占有重要的地位。我國的褐煤水分含量為２５％～４０％，國外澳大利亞維多利亞褐煤水分含量 則 可 達６５％。褐煤的高含水量導致其運輸成本較高，鍋爐及電廠運行效率較低，溫室效應氣體排放增加，同時使得褐煤在儲存過程中的自燃傾向性升高，因此，如何高效地 脫 除 褐 煤 中 的
水分亟 待 解 決。此 外，干 燥 后 的 褐 煤 極 易 復 吸 水分，因此，研究提質煤的水分復吸特性有著重要的現實意義。干燥后褐煤的物理及化學結構直接影響了其下游應用。干燥后的褐煤用于加工型煤時，羧酸基團的存在可以促進型煤的強度，在過高的干燥溫度（高 于２００ ℃）下，由于羧酸基團大量分解，導致了型煤強度降低。用于非催化液化時，空氣干燥后煤樣由于過度氧化產生大量含氧官能團，促進了早期液化過程的交聯(lián)反應，使得油收率降低；干燥后煤樣孔隙結構的坍塌，阻礙了直接液化過程中供氫溶劑
與煤顆粒接觸，油收率降低。用于氣化原料時，由于孔結構是反應物及產物氣體（氣化過程中的 Ｈ２，
ＣＯ２ 及 ＣＨ４）的通道，因此，干燥煤樣孔隙結構的改變影響氣化速率。以上分析表明，充分地解析干燥后褐煤的物化結構對褐煤的進一步利用十分必要。

褐煤干燥過程中，溫度及氣氛是影響干燥效率及化 學 結 構 的 主 要 影 響 因 素。ＴＡＨＭＡＳＥＢＩｅｔａｌ研究表明，熱蒸汽氣氛下，隨著溫度的升高，干燥煤樣的脂肪氫含量略微減少，羧基和羰基的含量
急劇下降，芳烴和芳香環(huán)的含量在２５０ ℃之后顯著減弱。在空氣干燥條件下，溫度為２５０℃時，干燥煤樣脂肪氫含量明顯減少，芳烴含量幾乎不變。筆者所在課題組研究發(fā)現，熱氣干燥過程中，羧基和甲氧基基團在１６０ ℃左右發(fā)生分解，羰基基團約在２００℃開始分解，酚羥基基團則在２８０ ℃顯著分解。李先春等通過研究流化床干燥后褐煤的化學結構變化發(fā)現，空氣和過熱蒸汽干燥過程中，煤中羧基
和羰基含氧官能團會隨著干燥溫度的升高逐漸發(fā)生分解，當溫度高于１３５℃時，空氣干燥后褐煤會發(fā)生表面氧化反 應。魏 廣 學 等采用飽和蒸汽作為熱源對褐煤中的水分進行脫除，研究表明，經處理后褐煤的熱值得到較大提高，且褐煤產品抗吸濕性能有了明顯改善。其他學者采用熱空氣、氮氣和 熱壓３種干燥方式對蒙東褐煤進行干燥，并對干燥后褐煤的復吸特性進行了研究，這些研究對褐煤脫水以及防止脫水褐煤復吸具有指導意義。本實驗將系統(tǒng)研究同一氣氛下不同溫度及同一溫度下不同氣氛對干燥褐煤化學結構的影響，以揭示干燥褐煤的化學結構變化對其水分復吸的影響。

本研究選用１２０ ℃，１５０ ℃及２００ ℃的 干 燥 溫度，氮氣、空氣及二氧化碳的干燥氣氛，考察干燥溫度及氣氛對褐煤干燥特性及化學結構的影響，研究干燥褐煤在自然狀態(tài)下的復吸水量。

1  實驗部分

１．１ 干燥褐煤煤樣的選取

選取云南（ＹＮ）褐 煤 進 行 實 驗，粒 度 小 于０．１５ｍｍ。其工業(yè)分析及元素分析如表１所示。

１．２ 褐煤的固定床干燥

褐煤的固定床干燥在自制的實驗裝置（見圖１）上進行，該裝置能夠控制樣品室溫度區(qū)間為室溫至
２５０ ℃，加熱速率為３ ℃／ｍｉｎ～３０ ℃／ｍｉｎ，線 性 升溫。爐體的恒溫區(qū)約為８ｃｍ，采用 Ｋ 型熱電偶測試玻璃坩堝及爐體溫度，玻璃坩堝直徑為５．５ｃｍ。

實驗前，對裝置在升溫速率為３ ℃／ｍｉｎ下的樣品室溫度進行了校正，結果如圖２所示。

干燥過程操作如下：稱取（２．０±０．１）ｇ小于０．１５ｍｍ 的云南褐煤平鋪于實驗裝置的坩堝中，用 玻 璃罩罩住坩堝及電子天 平稱量盤，通 入 流 量 為 ２００ｍＬ／ｍｉｎ的氣體并將爐體置于帶孔隔熱板上，待 天平示數穩(wěn)定后，開始程序升溫并進行干燥實驗。實驗完成后，停止加熱，取下爐體，繼續(xù)通氣直到樣品冷卻至室溫。干燥過程中對爐體溫度、樣品溫度及樣品質量進行在線測量。不同條件下所得干燥煤樣的代號如表２所示。Ｎ_２ 氣氛及１２０℃干燥溫度條件下制得的煤樣記為 ＮＴ１２０，其余條件下制得的煤樣代號依此類推。干煤煤樣的水分含量及干燥速率的計算按照文獻進行。

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