煤的电化学脱硫研究(Ⅰ)——酸性无隔膜电解体系

以山家林洗精煤为原料,试验研究了酸性无隔膜电解体系中煤的电化学脱硫规律。试验结果表明煤中硫酸盐硫和黄铁矿硫都可获得理想的脱除效果,全硫脱除率最高可达54.8%。此外,红外光谱分析证实酸性体系中电化学脱硫对煤质影响较大,碳氢比明显增高,同时煤中有机硫也被明显脱除。     

高硫煤电解催化氧化对煤质的影响

摘要:以山西石坷节煤样为原料,利用红外光谱 (FT-IR)和热失重分析(TG)等主要测试技术研究了煤在酸性条件下电化学催化氧化脱硫对煤质的影响。试验结果表明,电化学催化氧化后煤中硫含量显著减少,全硫脱除率82.5%,其中无机硫脱除率高达90%,有机硫脱除率为50.5%。这表明电化学反应可以使煤样中的硫分有效脱除,此外还脱除煤中大量的矿物质,降低了灰分含量,并且使煤的燃烧性能变好,提高了精煤的发热量。论文还讨论了煤的电化学脱硫机理。      

氢氧化钠体系中煤的电化学脱硫研究

通过正交实验确定了在氢氧化钠体系中脱除煤中硫份适宜条件,研究了脱硫条件对硫脱除率影响.表明NaOH电解体系脱除硫适宜条件:电流1.0 A,温度75℃,煤浆浓度0.040 g/ml,电解质浓度2.0 mol/L,电解时间4 h.在此条件下,脱硫率最高达70%.脱硫率随电流强度、煤浆浓度、电解温度和电解时间增加先增大,达到一定程度后,其变化不再明显,甚至降低;脱硫后,煤结构基本不发生变化,降低灰份.     

澄合高硫煤电解法脱硫实验研究

为了降低脱硫成本和简化工艺条件,以澄合高硫煤为原料,在酸性条件下研究了煤中全硫的电解法脱硫规律。讨论了催化剂、电解质种类和浓度、电解电压、电解时间和温度,以及煤浆浓度等主要因素对煤中全硫脱硫率的影响,并确定了电解法的最佳条件为电解质硫酸浓度3.5%,催化剂硫酸锰浓度2%,电解时间4 h,电解温度70℃,电解电压1.5 V,煤浆浓度2%。     

煤的电化学脱硫研究（I）—酸性无隔膜电解体系

以山家林洗煤为原料，试验研究了酸性无隔膜电解体系中煤的电化学脱硫规律。试验结果表明中硫酸盐硫和黄铁硫都可获得理想的脱除效果，全硫脱除率最高可达54.8%。此外，红外光谱分析证实酸性体系中电化学脱硫对煤质影响较大，碳氢比明显增高，同时煤中有机硫也被明显脱除。     

高硫煤电化学催化氧化脱硫机理的研究

电化学催化氧化脱硫方法是一种温和的化学脱硫方法,它比常规的物理和化学脱硫方法更具优势,对于无机硫(FeS2)和有机硫都有一定的脱除效果。但其脱硫机理至今还没有完全弄清楚。本文以石坷节高硫煤样为原料,在酸性体系下,利用电化学催化氧化方法对煤样进行了处理。并利用X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)等现代测试手段研究煤中矿物成分,矿物元素含量的变化,以及电解液组分变化。研究表明,电化学催化氧化脱硫是借助电解阳极表面产生活性氧等氧化剂或高价离子氧化煤中的硫,将煤中黄铁矿硫和有机硫化物转化成水溶性的硫化合物,从而达到脱硫的目的。通过试验分析也可得出,加入的催化剂离子也参与了反应,加速了脱硫的进程。     

煤中硫在氩气气氛下迁移规律试验研究

根据试验所用煤的性质,采用管式电炉加热装置,考察了煤中硫在不同温度下的迁移规律。首先考察了通气速率和恒温停留时间对脱硫的影响,试验结果表明:氩气的通气速率大小以及恒温停留时间与煤的脱硫率相关不大。在不同温度下考察了无机硫和有机硫的迁移规律,试验结果表明:煤中黄铁矿硫和硫酸盐硫分别在500℃和700℃时脱硫率最高,分别为98.20%和99.66%;因部分无机硫转化为有机硫,致使有机硫含量增高;全硫在温度700℃脱除率最高,为31.18%。     

酸性介质中煤的电化学净化

在对高硫煤的电解实验中选用浓度为１０％的硫酸溶液，电极为石墨，阴阳电极间距为２ｃｍ，电解池为无隔膜电解池。实验结果表明，煤中全硫的脱除率与电解电位、电解温度、电解时间、电解中使用添加剂有关，在较优的电解条件下煤中全硫脱除率可达到６３％以上，无机硫脱除率达７５％以上，同时脱除煤中２０－５０％的灰分，实现限煤的深度净化。     

煤炭燃前脱硫技术的发展及展望

煤炭在我国能源消费中占据主体地位,但燃煤易造成环境污染,因此大力发展洁净煤技术尤为重要。文章综述了煤炭燃前脱硫技术方法,主要有物理法、物理化学法、化学法和生物法,其中:物理法主要用于脱除无机硫,对有机硫的脱除效果有限,技术成熟,成本较低,应用广泛;物理化学法适用于无机硫含量高的煤,对有机硫的脱除几乎不起作用,目前有效的脱硫药剂种类较少;化学法既可脱除无机硫,也可脱除有机硫,但会对煤的结构产生一定影响,一些温和的化学脱硫技术,如微波辐射法、超声-电化学浮选法等,在对煤结构影响较小的情况下可取得良好的脱硫效果;生物法虽可同时脱除有机硫和无机硫,但处理时间长,且目前可以用于脱硫的菌群种类较少。分析认为:煤中大部分无机硫可以采用物理法或物理化学法有效脱除;有机硫只能采用化学法或生物法脱除,鉴于生物法脱硫周期较长,煤炭中的有机硫宜采用一些温和的化学法脱除。今后应在现有技术的基础上大力攻关煤炭的燃前脱硫技术,同时将燃中、燃后脱硫技术作为辅助方法,以实现煤炭的清洁高效利用。     

电化学脱硫的热力学分析

从化学热力学的角度探索煤的电化学脱硫可行性,热力学分析表明,煤中黄铁矿和有机硫电解反应的标准吉布斯自由能△rGm值大于零,反应为非自发反应,需要在一定的电压下进行。但煤中各种形态硫电解脱硫反应的理论分解电压（E）并不高,电化学脱硫很容易 实现。在电解液中加入某些阳离子如铁离子、锰离子可以加快电解脱硫反应速度。分析表明,电解催化剂锰离子比铁离子更加快煤的脱硫速率。     

用白腐菌脱除重庆高硫煤中硫的研究

首次将白腐菌应用于煤炭脱硫,并对其可行性、原理进行了摸索．通过正交试验研究了白腐菌在煤炭脱硫过程中细菌数量、煤浆浓度、煤粒度和预处理等各因素对其脱硫的影响,并筛选出各因素的最佳试验条件,在此基础上探讨了白腐菌脱硫的降解规律．实验结果表明,白腐菌煤炭脱硫是完全可行的,而且白腐菌脱硫速度较快,２ｄ内可脱除煤中无机硫的５５３０％、全硫的４４５４％．     

氧化亚铁硫杆菌浸出高硫煤矸石中硫的试验研究

采用实验室自主分离筛选出的氧化亚铁硫杆菌,通过恒温水浴振荡器浸出煤矸石中的硫,研究了该菌株对高硫煤矸石中硫的脱除效果,主要考察了矿浆浓度、温度、振动条件以及时间等因素对微生物脱硫的影响。试验研究结果表明:在矿浆浓度20%,温度30℃,浸出时间8周,静态条件下,利用氧化亚铁硫杆菌处理煤矸石,可使煤矸石中硫由原来的8.47%降低为1.62%,降硫率为80.87%,其中无机硫降低了83.96%,有机硫降低了63.85%。     

微生物脱硫剂的研究

研究了氧化亚铁硫杆菌 (Thiobacillusferrooxidans)的脱硫作用机理 ,通过浮选试验讨论了细菌与颗粒作用时间、细菌浓度对浮选脱硫效果的影响 ,试验结果表明 :微生物脱硫剂可脱除煤中无机硫 5 3 0 4 %     

超声波联合助剂脱除煤中硫的试验研究

在添加助剂CH3COOH和H2O2的条件下,研究了山西焦煤超声波联合化学助剂脱硫的影响因素及其最优条件。采用单因素试验法分别考察了煤样粒度、超声波功率、助剂配比、固液比以及超声波处理时间等因素对煤炭脱硫效果的影响,并分析确定了最佳脱硫条件。结果表明:在煤样粒度为0.125~0.074mm,超声波功率为600 W,CH3COOH和H2O2体积比为1∶1,煤样与助剂固液比为1∶14.8的条件下处理10min,煤样的脱硫率达到19.27%,其中有机硫的脱除率达到16.86%。     

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%。     

基于XRD、SEM与FTIR分析微波脱硫前后煤质的变化

采用微波联合碱液助剂的方法对一种高硫烟煤进行脱硫实验研究。通过XRD、SEM及FTIR等分析测试方法研究碱液辅助的微波脱硫方法对煤质的影响。结果表明,在所选实验条件下,碱液辅助的微波脱硫使煤样的脱硫率达到27.65%。煤样经微波脱硫作用后,灰分与挥发分略微下降,发热量有所升高。煤样中黏土矿物种类无变化,但相对含量下降。此外煤炭基质有机大分子无显著性变化,即微波在脱除硫分的同时对煤炭本身的性质无显著影响。     

氢气气氛下煤炭微波脱硫初步探究

以炼焦煤精煤为研究对象,研究氢气气氛下煤炭的微波辐照脱硫,考察了辐照时间对脱硫率和黏结性的影响。结果显示:煤样的脱硫率随着辐照时间的延长而增高,黏结性指数总体上呈增大趋势。形态硫测定发现,煤中硫铁矿硫含量由0.35%下降到0.09%,降低了74.29%,有机硫含量由2.4%下降到2.27%,降低了5.42%,硫酸盐硫含量基本不变。红外光谱分析发现,辐照后煤样含硫化合物降低,富氢的中小分子化合物含量增加。     

煤炭微波脱硫影响因素的试验研究

在加入浸提剂的条件下,进行了微波辐照脱除煤中硫的试验研究。本文采用单因素方法,从微波辐照时间、功率、煤炭粒度、浸提剂浓度和液固比等方面,考察了不同因素对煤炭微波脱硫效果的影响并优化出各因素最佳的取值范围。结果表明,以NaOH作为浸提剂,微波辐照能够有效地脱除煤中硫,且煤发热量损失极少,是一种有效的脱硫方式。