煤炭坝矿区硫的赋存特点与成因分析

对煤炭坝矿区硫的成因、硫在煤中的赋存状态及赋存规律进行了研究。结果表明：煤炭坝2煤中的硫以有机硫占绝对优势,次为硫化主要以硫醇、硫化物与二硫化物、噻吩及其衍生物等形式存在;有机硫的成因与成煤植物中菌藻类的在与、海水中硫酸盐的不断供给、介质具弱碱性、还原性和微生物活动及活性铁离子受限有关。在此基础上,对2煤中硫的可选性作出了评价。表2,参6。     

用碱金属或碱土化合物和电磁幅射进行煤的脱硫

本发明能够脱除煤中黄铁矿硫和有机硫的目的。磨碎的煤中的黄铁矿硫和有机硫与所加的碱金属和减土化合物之间的热化学反应,靠用电磁能幅射煤、碱金属或碱上化合物的混合物引起。在煤中硫富集区优先吸收电磁能,引起局部的热化学反应,产生水溶的或其它可被分离的硫化物。然后洗选,以脱除大部分产生的硫化物。产生的其它硫化物在煤的燃烧过程中不能转化为氧化硫。     

横山煤中黄铁矿的赋存特征及成因研究

通过对煤样的煤质分析、矿物组成分析、黄铁矿的宏观微观赋存特征观察以及硫的同位素分析测试,来研究陕北横山地区煤中黄铁矿的赋存特征及成因。结果表明:该地区煤中硫源复杂且多样,黄铁矿普遍存在于各煤层中,并且形成于不同的世代阶段。同时由于地壳热液运动对元素的迁移作用,使得该地区煤中无机硫含量明显增高,而煤层中含量最多的薄膜状黄铁矿为后生的热液成因。     

煤中砷的分布和赋存规律研究

在较全面系统地收集了已发表的资料和检测了我国西南、西北和华北地区147个煤样中砷含量的基础上,对代表性矿区煤中砷的成因机理及其与有机质的亲和性、与硫的亲和性以及煤变质程度的关系作了分析。我国西南地区第三纪富砷褐煤受大断裂热液影响为主,砷主要以有机质 结合态赋存;华北地区石炭二叠纪煤中砷分布受沉积环境影响明显,当海水入侵沼泽还原环境,黄铁矿含量增高的同时,砷含量相应升高,砷主要以类质同象置换赋存于黄铁矿中。岩浆侵入活动的高温气液是导致高变质程度煤中砷元素富集的直接原因之一;西北地区侏罗纪煤中砷含量水平低,是我国最好的环保煤。     

煤表面硫与氮官能团低温氧化规律XPS技术研究北大核心

利用XPS测试技术对兴成肥煤低温氧化规律进行实验研究。硫元素XPS氧化前后测试结果对比分析表明原煤硫元素中硫化物硫和硫铁矿硫占比最高,而有机硫中噻吩硫含量最高,其次为砜和亚砜。氧化后煤表面噻吩硫相对含量降低,有机硫中的部分硫化物硫氧化成亚砜,亚砜进一步氧化成砜,导致砜相对浓度增加,而亚砜缺失。原煤氮元素谱图分析可知兴成煤中氮主要存在于煤分子的边缘,约21%氮以季氮形式镶嵌于煤分子芳香结构中,煤中吡咯氮含量最高。氧化后XPS结果表明在氧化过程中与氮相连的氧原子脱除,氧化型氮转变为其他形态,且很大一部分转化为吡啶。     

煤表面硫与氮官能团低温氧化规律XPS技术研究

利用XPS测试技术对兴成肥煤低温氧化规律进行实验研究。硫元素XPS氧化前后测试结果对比分析表明原煤硫元素中硫化物硫和硫铁矿硫占比最高,而有机硫中噻吩硫含量最高,其次为砜和亚砜。氧化后煤表面噻吩硫相对含量降低,有机硫中的部分硫化物硫氧化成亚砜,亚砜进一步氧化成砜,导致砜相对浓度增加,而亚砜缺失。原煤氮元素谱图分析可知兴成煤中氮主要存在于煤分子的边缘,约21%氮以季氮形式镶嵌于煤分子芳香结构中,煤中吡咯氮含量最高。氧化后XPS结果表明在氧化过程中与氮相连的氧原子脱除,氧化型氮转变为其他形态,且很大一部分转化为吡啶。     

沁能焦煤中各形态硫热解迁移规律研究

为探索炼焦煤中硫的存在形态及各形态硫的迁移变化规律,研究了山西沁能焦煤在停留时间30 min,热解终温为450~950℃条件下煤中全硫及各形态硫热解脱除规律,采用傅里叶红外光谱及X射线光电子能谱对原煤及焦样中有机硫化物具体形态及相对含量进行了分析。结果表明,煤样中有机硫化物可分为硫醚、含硫氧化物、二硫化物及Ar—S类硫化物(芳香族类及噻吩类硫化物)4类;热解过程中全硫脱除率升高主要是由于各类有机硫化物分解析出,硫化铁硫对全硫脱除贡献率有限;热解过程中,煤中各类有机硫化物间存在相互转化的现象。     

高硫煤自燃及其预报方法

首次提出了高硫煤自燃的预报方法.理论分析表明,硫化物的燃点远低于煤的燃点,高硫煤自燃主要是由硫化物自燃引起的,可靠的预报方法必须建立在硫化物的燃点基础之上.由于煤温的预报范围覆盖硫温的预报范围,高硫煤自燃预报不需单独构建硫氧化升温与标志气体的关联模型,可借助煤的测定结果,这样,用一套预报模型可同时兼顾高硫煤与低硫煤的自燃预报过程.在自燃阶段划分中,根据煤的含硫量区别对待是防止自燃误报的关键所在.对于低硫煤,阶段划分和预报范围≤300℃,对于高硫煤则阶段划分和预报范围≤150℃.青山矿应用该方法有效杜绝了高硫煤自燃误报问题,这对其他类似情况的矿井具有借鉴意义.     

煤的磁选法脱硫

利用煤与煤系硫化物的磁化系数不同,并对煤中黄铁矿的磁性强化,探讨用磁选法对煤系硫化物进行分选的方法,设计一个磁选机,既有较高的磁场强度又有磁场梯度,以达到除掉煤中黄铁矿硫的目的。     

煤中的硫

所有的煤都或多或少地含有硫,少的在百分之零点几,多的可达百分之十左右,煤中的硫一般以有机硫和无机硫两种形式存在。有机硫与有机质结合紧密,分布均匀,通过洗选等方法也难以除去,但这种硫的含量不太高,一般在百分之零点几以下。无机硫主要以硫化物和硫酸盐的形式出现。煤中的硫化物主要是黄铁矿和白铁矿,这种物质在煤中呈草莓状或结核状。呈草莓状分布的黄铁矿通常较小,只有在显微镜下才     

高硫煤层自然发火防治技术综述

为解决高硫煤层自然发火频发问题,分析了井下多元硫化物产生原因以及对煤自然发火的影响,结合硫化物燃点和煤氧化升温进程,划分了含硫煤自燃的3个阶段,确定了不同硫化物煤层自燃综合防治技术。结果表明:高硫煤自燃主要是由硫化物自燃引起的,可靠的预测预报应以硫化物的燃点为基准;含FeS2煤层防灭火要尽量控制周围环境的干燥度或压注以石灰石、水玻璃为主料的阻化剂;含FeS煤层防灭火要及时回收金属制品,并加强井上、井下联合堵漏;含H2S煤层采用"稀释、喷、注"的方法。研究结果对高硫煤层防灭火具有重要指导意义。     

煤矿井下硫化氢气体的快速控制实验研究

通过实验室模拟试验选择合适的化学吸收药剂,并以喷雾的方式使药剂与空气中的硫化氢充分接触,从而达到快速去除矿井下硫化氢的目的。试验结果表明：碳酸钠虽然对硫化氢有较好的初始去除率,但其吸收后产生的吸收尾液不稳定,在水流的扰动及稀释作用下,硫化氢会从溶液中逸出而再次释放到空气中;通过在吸收液中加入一种代号为NT的氧化剂可使吸收后的硫化氢直接氧化为单质硫,从而快速彻底地去除空气中的硫化氢;针对煤体内部赋存的硫化氢,可以通过在吸收液中加入表面活性剂以降低吸收液的表面张力,增加渗透半径,提高对煤体内部吸附的硫化氢的去除效率。     

微波和硝酸处理后炼焦煤中硫形态变化的XPS研究

为分析微波和硝酸处理对山西高硫炼焦煤中各形态硫变化的影响,应用XPS(X射线光电子能谱技术)研究了该煤样在酸洗和微波辐照后其中硫赋存状态和含量的变化。研究结果表明:煤样中无机硫含量约为14.2%,主要为硫酸盐硫;有机硫含量约为85.8%,噻吩类硫含量较高。微波和酸洗处理后,全硫脱除率为38.8%,硫醚硫醇类硫脱除率为45.1%,噻吩类硫脱除率为20%,亚砜类硫脱除率为29%,无机硫基本全部被脱除。采用酸洗和微波辐照的方法可以有效降低山西高硫炼焦煤中硫的含量,全硫脱除率高达38.8%。     

乌达煤田煤层自燃内因分析与自燃类型划分

采用野外地质调查、测试分析和数据处理等综合手段，研究内蒙古乌达煤田煤层自然发火的内因条件，揭示了煤层自燃趋向性与煤层厚度、煤变质程度、灰分含量、发热量、硫含量、硫化物矿物以及有机显微组分含量等煤物质组成要素之间的关系.以煤测试统计分析数据的聚类分析结果为依据，从内因条件控制角度，将乌达煤田主要发火煤层划分为三大类：以高硫含量和富硫化物矿物为特征的高硫助燃类型；以煤层厚度大和低变质程度为特征的厚层氧化类型；过渡类型.     

山西高硫高灰煤分布赋存特征及开发利用建议

山西拥有高硫842.02.2亿t、高灰煤资源量分别为473.66亿t,分别占全省煤炭资源总量的12.78%、7.19%、。高硫煤主要分布于河东煤田的中南部离柳矿区和乡宁矿区,霍西煤田南部的襄汾矿区以及西山煤田杜儿坪矿区的太原组煤中,以及沁水煤田南部的太原组煤层。高硫煤中硫以有机硫和硫化铁硫为主。高灰煤主要分布于大同煤田塔山、燕子山矿区和宁武煤田刘家梁矿区矿区的山西组煤层。山西高灰煤灰分均为高铝粉煤灰。应加强山西高硫高灰煤煤质研究,大力发展脱硫降灰技术以及高硫煤配煤炼焦技术与高灰高硫煤气化技术,实现全省高硫、高灰煤资源的洁净化、高值化、循环化利用。     

长短钻孔脉冲动压注碱吸硫技术研究

为了降低硫化氢气体对主采工作面开采影响，保障工作面人员安全和矿井高效、快速、安全生产，提出长短钻孔脉冲动压注碱吸硫技术，基于巍山矿15#煤层煤质、赋存特征及生产条件，针对15107工作面硫化氢涌出异常现状，结合理论分析及现场试验等方法，研究了长短钻孔脉冲动压注碱吸硫机理|提出了巍山矿长短钻孔脉冲动压注碱吸硫技术|制定了巍山矿15107工作面硫化氢注碱吸硫方案并进行了现场试验，有效减少矿井工作面硫化氢异常涌出量，最终达到巍山矿安全高产高效目标。     

煤矿硫化氢气体成因类型探讨

在对国内外硫化氢成因研究及同位素研究分析对比的基础上,提出了煤矿硫化氢形成的硫酸盐生物还原（BSR）、热化学硫酸盐还原（TSR）和岩浆作用三大成因类型及其识别特征。对煤层H2S生物化学降解及热解成因进行了讨论,分析了煤层H2S的富集规律,并对国内外一些H2S矿井的成因类型进行了分析归类,提出了煤岩层H2S气体的研究方向。     

煤中有机硫结构研究进展

简述了煤中有机硫结构的基本概念及对其研究的重要意义,总结煤中有机硫结构的类型主要有硫醇、硫化物和二硫化物、噻吩、亚砜和砜等,并归纳了常用的研究方法。详细阐述了煤抽提物及全煤中有机硫结构的研究现状,叙述了显微组分和超高有机硫煤中有机硫的分布。讨论了煤中有机硫结构的形成和演化,指出目前研究中存在的主要问题并针对性地提出今后一段时间关于煤中有机硫结构的研究趋势。     

山西阳煤二矿无烟煤元素赋存特征的XPS研究

采用X射线电子能谱解析山西阳煤二矿无烟煤碳、氢、氧、氮和硫的赋存特征。结果表明：山西阳煤二矿无烟煤中碳的主要赋存形式为芳香碳和脂肪碳,碳碳单键的含量最高占82.34%,无烟煤存在大量烷基侧链,醚基氧和羟基氧占氧元素的82.51%。氮元素主要以吡咯氮和吡啶氮等有机氮形式存在,其中大部分存在于煤分子边缘;硫元素主要存在形式为有机硫,噻吩、砜和亚砜分别占35.34%和32.3%,硫醇和硫醚占3.39%,无机硫占25.97%。     

生物质与煤混合热解时硫化氢的析出特性

采用热重分析和色谱、质谱偶联技术，对3种秸秆类生物质(稻秆、麦秆、玉米秆)与一种烟煤混合慢速热解中产生的H₂S气体进行了在线检测，研究生物质对煤热解析出H₂S气体的影响.研究表明：生物质与煤混合热解时，对析出的H₂S气体有明显影响.煤单独热解时H₂S在300～480 ℃范围内析出；生物质的加入，使煤热解析出H₂S提前，析出在200～490 ℃范围内.这种规律源于生物质提前热解，释放出活性甲基和氢，使其与硫反应的氢量增多，在混煤热解过程中起到了加氢的作用，促使H₂S析出提前，析出量增加.从H2S析出总量上看，生物质对H₂S的析出量影响可分为小比例时的抑制作用和大比例时的促进作用，这种规律来源于生物质的加氢作用和碱金属矿物质固硫作用的综合结果.