煤是由被称为显微组分的有机体和少量分散于有机体或与有机体结合的无机矿物质组成的复杂不均一物质。煤的性质主要由原始成煤物质及成煤过程中所经受的生物化学作用和物理化学作用两方面决定。各显微组分在煤化阶段所起的变化是完全不同的,因此,各显微组分的性质存在很大差异。每一显微组分都有其独特的物理化学特性,从而影响煤的整体性质。 本文从四种低煤化度烟煤（义马、大同、平朔和轮台A-3）中分离出四对惰质组和镜质组的富集物,运用热分析技术较系统地、多角度研究了煤岩显微组分的CO₂反应性及动力学;根据惰质组和镜质组的密度差异,利用1.25-1.6g/cm³不同比重的ZnCl₂重液对三种低煤化度煤（平朔、黑岱沟和神华）浮沉得到一系列惰质组和镜质组含量不同的试样。在热重分析仪和管式炉上进行大量的气化实验,定性和定量地初步探讨了煤岩显微组分在气化过程中的交互作用。 根据实验数据,分别计算了惰质组富集物焦和镜质组富集物焦与CO₂反应的比反应速率、平均比反应速率、初始比反应速率和反应性指数。结果表明:表征煤焦反应性的指标不同,得出的结论可能不同。常压下,惰质组和镜质组焦的CO₂反应性相对强弱与反应温度和停留时间有关。在相对较低的温度下,二者的差别不大。相对较高的温度时,惰质组富集物焦的反应性大于镜质组富集物焦。温度对不同显微组分富集物焦反应速率的影响规律不同。温度相对较低时,惰质组焦的反应速率受温度的影响更显著。随着反应温度的提高,惰质组的反应速率受温度的影响明显减弱,镜质组的反应速率受温度的影响幅度还在增大。不同煤岩显微组分富集物焦的CO₂反应性均随煤化程度的提高而降低,且随原煤煤化程度的提高,二者的反应性差异减小。煤岩显微组分富集物焦的CO₂反应性与N₂吸附测得的比表面有关。比表面S_N2越大,其CO₂的反应性越好。化学反应控制的未反应缩核模型能更好地描述煤岩显微组分焦的CO₂反应性。单纯从活化能和指前因子都不能解释各显微组分气化反应性的差异,指前因子和活化能之间存在动力学补偿效应。 实验结果也表明,在气化过程中不同显微组分间存在明显的交互作用。总的来看,煤中的惰质组含量高,有利于煤焦的气化反应,当煤中的镜质组含量处在某一范围内,煤焦的C仇反应性很差。可以用如下方程大致定量地描述煤焦的气化程度与各显微组分含量之间的关系。E一I X a 十(;石 犷=口。十“,X一十口,X I I厂+E式中;〔范表示气化程度;v、I、E分别表示煤中镜质组、惰质组和壳质组的体积百分含量;a。、a1、aZ和a。是回归常数和系数。关键词:显微组分,反应性,气化,煤