马莲台煤热解过程中硫元素的迁移规律研究

针对马莲台煤热解过程中硫元素的迁移规律进行研究,利用中低温热解试验获得了不同热解终温时原煤中硫元素的迁移去向和迁移比例,并研究了热解终温对硫元素迁移比例的影响和不同形态硫在产物中的转化。结果表明:热解终温在400~800℃,原煤中53%~63%的硫被固定在固态煤焦中;随着热解终温的升高,煤中硫元素向气、液相热解产物中的迁移比例有所升高,650℃时迁移比例达到约46%;经分析表征,煤焦中的硫元素主要以有机硫的形式存在,其中噻吩含量最高。     

煤催化热解研究现状

基于煤中低温催化热解可实现煤分质清洁转化,通过对煤催化热解中催化剂和工艺研究现状进行分析,发现不同催化剂对热解产物分布影响不同,可根据目标产物选择相应种类催化剂,过渡金属、分子筛可改善热解产物分布,提高焦油产率,金属氧化物催化剂可提高热解转化率,增加煤气产率。煤催化热解工艺中,两段热解、多段停留加氢热解、具备催化功能的固体热载体热解均可明显改善热解产物分布。     

煤热解影响因素与油品提质研究进展

为全面了解煤的热解过程,探讨了煤化程度、热解温度、升温速率、停留时间、热解气氛以及热解压力等不同热解条件变化对煤热解行为、产物分布和产品性质的影响,提出了通过对热解过程中不同影响因素的调控与优化,从而实现煤的定向热解转化得到所需要的热解目标产物的方法。针对煤热解产物油品的提质,提出了催化热解和共热解2个研究思路,介绍了不同类型催化剂以及与不同物质的共热解对油品提质的影响。实践证明,通过在煤热解过程中添加一定量的催化剂(催化热解)或富氢物质(共热解)能够有效地使热解油中的重质组分转化为轻质组分。     

煤加氢热解高效转化及过程脱硫脱氮效应

系统考察了煤非催化加氢热解反应特性及过程脱硫脱氮效应，通过调整工艺条件，煤加氢热解的焦油收率视煤种不同可高达５０％￣７０％，占煤热解总转化率的７０％￣８０％，表现出很高的选择性，而不同煤种热解过程的氢利用效率对氢压的变化均存在一个峰值压力。煤热解的过程总脱硫率可高达７０％以上，煤中几乎所有硫铁矿硫被脱除殆尽，残留在热解半焦中的微量硫的形态分布主要表现为硫酸盐硫，热解半焦为洁净固体燃料，而热解焦油的     

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。     

氮气气氛下不同温度煤中硫的逸出试验研究

在氮气气氛中采用固定床反应装置对贵州普安煤进行了热解脱硫效果试验,主要考察在不同热解温度下煤中硫的含量变化。研究发现:随着热解温度的升高,煤损失量呈上升趋势;600℃左右的试验温度可以获得较好的热解脱硫效果,其脱硫率为58.3%;黄铁矿硫较易热解脱除,存在着部分黄铁矿硫转化为有机硫的情况。     

煤热解产物中硫的分配

综述了煤中硫的赋存形态及其在煤热解过程中的析出形态,为实现煤的洁净利用提供理论依据。     

甲醇蒸气预处理对煤热解产物分布的影响

对煤进行预处理是提高煤热解焦油产率的途径之一。研究了采用甲醇蒸气对红柳林烟煤进行预处理,再进行热解,以提高热解焦油产率的可能性。探讨了预处理气氛、温度、甲醇蒸气流量和时间对红柳林烟煤热解产物分布的影响规律。     

脱矿物质对煤热解的影响

研究了５种不同变质程度煤脱矿物质对其热解的影响。煤热解在常压下、Ｎ２气氛中进行，加热速度为５℃／ｍｉｎ。脱矿物质引起褐煤热解产物析出速率的明显变化，但对较高变质程度煤几乎看不出变化。其原因在于酸处理煤中含氧官能团的变化。     

中国煤中硫含量分布特征及其沉积控制

基于全国煤炭资源潜力评价最新研究成果,结合前人研究结果,采用保有储量加权平均法,分析了我国煤中全硫和形态硫的地质分布和行政区分布规律,讨论了影响煤中硫含量分布的地质原因。结果显示:我国煤中硫含量变化范围大,以特低硫煤和低硫煤为主,全硫含量的保有储量加权平均值为1.14%;晚二叠世、早石炭世和晚石炭世煤中全硫含量较高,早—中侏罗世煤最低;华南赋煤区煤中硫分含量最高,西北赋煤区煤中硫分最低,以浙、赣、渝、桂为界,煤中硫分有从西北向东南方向逐渐升高再降低的趋势;高有机硫煤主要分布于华南晚二叠世及华北晚石炭世煤层;煤中硫含量高低显著受到沉积环境的影响,受海水影响的煤及海陆交互相沉积的煤层硫分较高,陆相沉积的煤层硫分较低。     

低阶煤与秸秆共热解产物特性研究

利用管式热解炉对低阶煤与秸秆的共热解特性进行了研究,配置不同比例的煤与秸秆的混合物,考察N_2下不同比例混合物对其热解产物分布的影响,利用热分析仪对煤与秸秆共热解的活化能进行了计算。试验结果表明,低阶煤与秸秆混合物共热解可以降低反应的活化能,并促进了挥发分的生成,二者共热解存在协同作用。     

热解气氛对煤催化热解焦油品质的影响

为考察不同热解气氛对煤热解产物分布及焦油品质的影响,在固定床反应器内,以粒径范围为0.2～0.5 mm的和什托洛盖煤为研究对象,依次考察了热解温度、热解气氛和模拟热解气（SPG,N2+H2+CH4+CO+CO2）经过不同填装催化剂后对煤热解产物分布及焦油组成的影响。实验结果表明：N2气氛下,煤在550～750 ℃范围内进行热解时,在600 ℃热解时的焦油产率最大,为15.0%,是格金理论焦油产率的83.3%;在考察各热解气组分及模拟热解气对煤热解特性的影响时,发现以模拟热解气为热解气氛时,焦油中轻质焦油质量分数（沸程＜360 ℃）为63.2%,比在N2气氛下提高6.6%;当煤在通过各种催化剂层后的模拟热解气氛中热解时,获得的焦油产率均下降,但焦油中轻质焦油质量分数显著提高。其中,当模拟热解气通过Ni,Mo质量比为1∶1的4%Ni-4%Mo/HZSM-5催化剂时,煤热解焦油中轻质焦油质量分数为68.6%,这比无催化剂条件下煤在模拟热解气氛以及N2气氛中获得的轻质焦油质量分数分别提高8.5%和15.6%。     

低阶煤中镉的赋存对其在热解中释放的影响

为了探明重金属镉元素在低阶煤热解过程中的释放机制,在铝甑反应器中考察了不同热解终温下(400~800 ℃)新疆淖毛湖煤和宝日褐煤热解过程中镉的迁移转化行为。提出了“原煤热解行为-镉在煤中的赋存形式-重金属镉的释放行为-FactSage模拟”这一技术路线,首先在TGA反应器中考察了2种低阶煤的热解特性,其次利用逐级化学提取法和电子扫描电镜研究了重金属镉在煤中的赋存形式,然后在铝甑反应器中研究重金属镉在煤热解过程中的释放行为,最后结合FactSage热力学模拟计算,分层次系统地揭示重金属镉元素在热解过程中的释放机制。结果表明,镉在煤中的赋存形式决定了其在煤热解中的挥发性:2种低阶煤中有机结合态的镉元素比例均较高,导致低温时镉元素即可随着有机质的热分解而逸出;宝日褐煤中铁锰结合态镉元素较多,且大多分布于煤颗粒表面,受热容易分解从而导致其挥发;高温时宝日褐煤由于其SiO2含量较高,高温下熔融硅酸盐可与气态的镉元素发生反应,使镉元素的挥发率降低,而淖毛湖煤由于其含有的碱金属和碱土金属较多,可与矿物形成低温共熔物而导致镉元素释放率持续增加。另外,FactSage化学热力学模拟的结果与实验现象相符。计算表明镉是一种易挥发的元素,低温时煤中的镉元素几乎全部以气态单质镉的形式挥发,镉不与煤中Si,Al,Cl,Fe和碱金属等元素反应,但是这些矿物对镉元素进行吸附或包裹会影响镉元素在热解中的释放。     

不同煤化程度煤的热解及氮的释放行为

采用热重-红外-质谱联用技术（TG-IR-MS）,对4种不同煤化程度的煤进行热解实验,实时记录了煤在30~1 100 ℃,以10 ℃/min升温速率、氦气气氛下热解过程中的质量变化和生成气体成分。研究结果表明：随着热解温度的升高,煤中逐渐释放出氮化物,如HCN,NH3等。不同煤化程度的煤具有不同的N释放行为。气煤、焦煤、1/3焦煤等主要以NH3与HCN两种形式释放,无烟煤热解时主要是以NH3形式释放。煤热解释放的HCN和NH3来源于不同的氮。 HCN可能主要来源于煤分子边缘的五元环吡咯氮和六元环吡啶氮,而NH3主要来源于煤分子内部的季氮。NH3的释放经历了2个阶段:低温（550 ℃）阶段为煤中挥发分的初级热解产物;高温（750~850 ℃）阶段为煤中挥发分的二次热解产物。     

大尺度煤热解多环芳烃生成及排放规律

煤层热解是煤田火灾和煤层气化的重要过程,也是多环芳烃（PAHs）生成及排放的重要来源。选用4种低变质煤,在水平管式炉内进行煤层热解模拟实验,研究了16种US EPA优控PAHs在不同热解温度条件下的生成和分布特征。结果表明：PAHs的生成受热解温度的影响显著。热解产物中PAHs分布以3环PAHs为主,占80%以上;2环萘的生成随热解温度的升高快速下降;热解温度高于700 ℃时,4环类PAHs生成显著增加;5环、6环类PAHs生成量小于1.0 mg/kg;高毒性苯并(a)芘的峰值出现在500～700 ℃,二苯并(a,h)蒽在400 ℃时生成量最大。热传导及传质阻力是影响大尺度煤非等温慢速热解过程PAHs生成及排放的主要因素。随煤变质程度的增加,高毒性PAHs生成量增大。400,900 ℃热解条件下PAHs毒性当量最高。     

应用氧化还原反应原理对煤中全硫测定方法的探讨

应用氧化还原反应原理对煤中全硫测定方法的探讨山东水泥厂李秀云张风华关键词煤中全硫测定氧化还原滴定法标定溶液配制１概述煤中所含硫，大体可分为有机硫和无机硫两种。无机硫又可分为硫化物硫和硫酸盐硫两类。在直接燃烧时，煤中的硫酸盐硫基本上不发生变化（＜８００...     

煤中全硫测定的主要影响因素及措施探讨

我国目前煤中全硫测定过程中出现许多影响测定结果的不稳定因素,国标中虽提供了几种检测方法,但在实际检测过程中库仑法还存在一定问题,对硫的测量结果的精确性与安全性造成了一定影响。本文通过分析库仑法测定煤中全硫含量的影响因素,探讨煤中全硫测试中出现问题的解决措施,希望对检测人员有所启发。     

煤热解脱硫技术研究进展

从认识煤中硫的赋存形式及热解迁移转化规律出发,分析变质程度与煤岩组分对硫赋存和脱除率影响,掌握不同温度下不同形态硫变迁机制,重点介绍惰性、氧化、氢气气氛条件下热解脱硫机理,阐释惰性、氧化、氢气及其他气氛条件对热解脱硫率的影响,提出深入研究热解过程中硫与其他元素迁移交互作用,多段多气氛热解脱硫技术及多种取代氢气的热解脱硫气氛建议,以期通过热解气氛调控,实现热解脱硫技术成本最低化和效率最大化。     

配入低阶煤对制得气化焦气化特性的影响

从7种煤样中筛选出3种制焦配煤,利用高温热解实验装置在不同热解温度条件下制备3种煤焦,分析了温度对热解产物分布的影响规律,测定了煤焦的比表面积、孔体积及孔径分布特征,并揭示了煤焦孔隙特性及煤种与煤焦的CO2气化反应活性的相互关系。结果表明,随热解温度的升高,3种煤焦收率下降,同等温度条件下,配煤CY/QM制得的煤焦收率最低;在制焦终温低于1 150℃时,煤焦的比表面积及孔体积随制焦温度的提高而增大,气化活性亦随之增加,不同配煤所制得的煤焦反应性大小顺序为:CY/QMCY/QM/JMCY/GSJM;而在制焦温度达到1 150℃之后,煤焦部分孔结构坍塌,其气化活性不再明显增加,3种配煤所制得煤焦的反应性亦相差不大。     

甲烷和氢气气氛下高有机硫煤的热解脱硫研究

 在CH4和H2气氛下,采用正交设计热解实验,主要考察了热解终温、升温速率、终温停留时间对渭北石炭纪5号煤中有机硫脱除情况的影响,优选出最佳的热解脱硫条件。应用XPS技术定性、定量地分析了煤样及其热解半焦表面有机硫的形态特征及成分含量,并采用FTIR分析了煤样及其热解半焦的结构变化。结果表明：CH4气氛下得到较高脱硫率半焦所适宜的最佳水平为750℃,10℃/min,15min;H2气氛下得到较高脱硫率半焦所适宜的最佳水平为750℃,10℃/min,5min。热解温度对脱硫率影响显著,随着热解温度的升高,脱硫率提高。在750℃较长的热解停留时间下,CH4气氛脱硫率超过H2气氛,这为实现煤与煤层气共热解脱有机硫提供重要理论支持。低硫半焦表面主要是难分解的噻吩硫和亚砜型硫,热解使不稳定有机硫分解脱除。