利用超声波-微波技术脱除煤中有机硫的研究

为了进一步提高煤中有机硫的脱除效果,分别研究超声波和微波的辐照时间、工作功率对脱硫率的影响,并探索二者联合作用对脱硫率的影响规律。试验结果表明:超声波、微波的脱硫效果显著,而超声波-微波的脱硫效果优于其中任意一种;在超声波辐照时间为70 min、工作功率为240 W,微波辐照时间为30 min、工作功率为600 W的条件下,煤中的有机硫脱除效果最好,脱硫率为78.60%。     

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%。     

高硫煤电化学催化氧化脱硫试验研究

以山西石坷节煤样为原料,着重考察了酸性无隔膜体系中煤的电化学脱硫规律。讨论了电解电流,电解时间,电解质浓度,煤浆浓度,煤粉粒度以及催化剂种类等主要因素对煤脱硫率的影响,最终确定了电化学脱硫的较佳工艺条件。通过电化学催化氧化脱硫方法,有效缩短了电解反应时间,提高了脱硫效率,达到了有机硫和无机硫同步脱除的目的。试验结果表明煤中无机硫和有机硫都可获得理想的脱除效果,在有催化剂条件下获得无机硫脱除率为90%,有机硫脱除率为37.5%。硫的总脱除率达80%。     

复合有机溶剂协同萃取煤炭脱硫研究

将复合有机溶剂萃取法用于煤炭脱硫,研究了煤样粒度、复合溶剂的体积比、液固比、萃取温度、萃取时间等因素对煤脱硫效果的影响.结果表明,四氯乙烯和对甲酚复合溶剂萃取脱硫的优化工艺条件:煤样粒度为0.075 mm,四氯乙烯和对甲酚的体积比为1∶1,液固比为12∶1,萃取温度为120℃,萃取时间为100 min.在该优化工艺条件下,煤中全硫的脱除率为62.7%.四氯乙烯和对甲酚复合溶剂萃取脱硫能有效地脱除煤中的硫分,是一种温和有效的脱硫方法.     

平朔高硫动力煤微波脱硫试验研究

为了探索微波辐照对平朔高硫动力煤的脱硫效果,对平朔高硫动力煤进行了微波脱硫试验研究,结果表明在脱硫助剂的参与下微波辐照能够有效脱除煤中的硫。通过试验研究了助剂种类、煤样粒度、微波辐照时间以及助剂体积量对微波脱硫效果的影响。     

微波氧化脱除煤中有机硫的试验研究

研究在微波和次氯酸钠条件下对高硫煤中有机硫的氧化脱除效果,考察微波功率、辐照时间及次氯酸钠用量对有机硫脱硫率的影响。采用均匀化试验设计进行试验研究,选用DPS数据处理系统对试验结果进行逐步回归分析并创建最优回归方程,对回归方程进行模型优化后得出新峪高硫煤在微波和次氯酸钠组合为最优试验条件。利用XPS分析出煤中有机硫类型的分布,得出各种有机硫化合物在微波和次氯酸钠条件下脱除的难易对比情况。     

复杂高硫煤化学脱硫试验研究

为降低复杂高硫煤中的全硫含量,采用有机溶剂萃取-稀硝酸处理两步法进行脱硫试验。在常温常压下,首先采用有机溶剂萃取脱除煤中的有机硫,再对萃取脱硫后的试样进行稀硝酸处理,以进一步脱除煤中的无机硫,降低试样硫分。试验结果表明,常温常压条件下,当原煤粒度为-200目、萃取剂为对甲酚、萃取时间为3 h时,煤样中的有机硫基本被完全脱除;对萃取脱硫后的试样进行1∶10稀硝酸处理脱硫,在试样粒度为-325目、搅拌速度300 r/min、反应时间2 h的条件下,最终产品硫分可由原煤6.28%降至0.73%,属于低硫煤。     

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。      

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。     

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。     

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。     

CO2气氛中低变质煤微波热解研究

煤-循环煤气微波共热解是煤清洁高效转化利用的一种新技术。为深入剖析其作用机理,主要研究了二氧化碳气氛中低变质煤的微波热解过程,系统考察了微波功率、热解时间、气体流量和煤样粒度等因素对热解产品收率、组成及煤气成分的影响。结果表明：CO2加剧了低变质煤的微波裂解程度,使原煤中挥发分析出较多,有机质分解加快,兰炭中矿物质有效富集。在微波功率960 W、热解时间40 min、CO2流量0.56 L/min、低变质煤样粒度5～10 mm的优化工艺条件下热解,兰炭收率最高可达60.8%,液体产品（煤焦油和热解水）收率最高可达21.8%,煤气中有价成分（CO+CH4+H2）体积分数达54.03%。所得兰炭中固定碳含量达84.89%,满足FC-4级兰炭标准;挥发分含量为4.86%,满足V-1级兰炭标准。所得煤焦油中烷烃类化合物含量高达35.5%。     

微波辐照对锡盟褐煤成浆性能的影响

对微波辐照锡盟褐煤提高其成浆特性进行了研究,考虑了不同辐照时间和微波功率的影响,从煤质特性、粒度分布、表面形貌和微观孔隙结构对改性前后褐煤进行分析。结果表明：随着辐照时间的延长和微波功率的增加,煤样的最终温度增加;煤样的含水量不断下降,由原煤的17.13%降至900 W/6 min时的1.07%,使得褐煤固水能力显著减弱;煤粉颗粒表面逐渐变得平整和规则化,煤粉粒度容易形成双峰分布;煤粉颗粒的BET比表面积有不同程度的减小,平均孔直径和孔容积有不同程度的增加。经过微波处理后,褐煤的成浆性能得到较大改善,定黏浓度可从原煤的50.13%提高到900 W/6 min时的54.68%;脱水单位能耗先减小后增加,最低脱水单位能耗为800 W/3 min时的1.82 kW·h/(kg moisture);而浆体浓度提升1%单位能耗则不断增加,最低单位能耗为800 W/1 min时的0.023 kW·h/(kg coal)。     

几种氯化物对高炉喷吹用煤粉燃烧性能的影响

为了提高高炉喷吹煤粉的燃烧率,分析了Ca Cl2,Mg Cl2,Na Cl和Fe Cl3添加剂对高炉喷吹用煤粉燃烧性能的影响,得到各物质添加量对煤粉燃烧率的影响规律。结果表明,适量的Ca Cl2,Mg Cl2,Na Cl和Fe Cl3均能改善高炉喷吹用煤的燃烧性能。当Ca Cl2和Mg Cl2添加量小于1%、Fe Cl3添加量小于2%时,煤粉燃烧率分别随Ca Cl2,Mg Cl2和Fe Cl3添加量的增加而提高;继续增加各物质的添加量,煤粉燃烧率均下降;煤粉燃烧率随Na Cl添加量的增加而提高。与原煤燃烧后产生的未燃煤粉相比,加入氯化物添加剂后高炉喷吹用煤的未燃煤粉颗粒均变得不规则,且粒度明显减小。综合考虑,高炉喷吹用煤粉中Ca Cl2和Mg Cl2适宜的添加比例均为1%,Fe Cl3适宜的比例为2%,Na Cl的添加比例应小于1%。为改善高炉喷吹用煤粉的燃烧性能,4种氯化物添加剂优的先选用顺序为Fe Cl3,Ca Cl2,Mg Cl2和Na Cl。     

用粒度表征的煤粉碎动力学方程

在煤的粉碎过程中其粒度分布具有自相似特征,可以用粒度分布的分形模型来拟合煤粉碎过程中的粒度分布特征,在此基础上,建立了以粒度表征的煤粉碎动力学方程用以反映粒度大小在粉碎过程中的变化特征。应用方程对６种不同变质程度煤的粉碎动力学分析表明,不同粒度的煤颗粒具有不同的粉碎动力学参数,粉碎速率常数和粉碎级数是粒度的函数;在相同的粉碎条件下不同煤的粉碎动力学参数也不同,所建立的粉碎动力学方程可以用来预测粉碎     

Falcon重介离心分选机煤脱硫降灰效果试验研究

为研究细粒煤的脱硫降灰效果,采用Falcon重介离心分选和常规浮选方法,以浮选完善指标、脱灰率、脱硫率、脱硫完善度为考察指标,对南桐煤0～0.5 mm各粒级煤样进行了分选。结果表明:对于0～0.5 mm煤样,Falcon重介离心分选的脱硫率、脱硫完善度均高于常规浮选,而其余2个指标均低于常规浮选;对于0.5～0.125 mm煤样,Falcon重介离心分选的4个指标均高于常规浮选;对于0～0.125 mm煤样,除脱硫完善度外,其余3个指标均低于常规浮选。综合对比分析后认为,Falcon重介离心分选机的有效分选粒级为0.5～0.125 mm。     

微波加热低品位氧化镍矿石的FeCl3氯化

将微波加热用于低品们氧镍矿石的氯化焙烧，产出的焙砂用稀酸浸出。结果表明，采用微波加热代替传统加热时，可以提高镍的浸出率。减小矿石始粒度、增加微波辐射功率可以提高镍的浸出率，适当增加反应时间和氯化剂ＦｅＣｌ３的加入量，有助于提高镍的浸出率，但当微波辐身时间超过２０ｍｉｎ、ＦｅＣｌ３的加入量超过２８％时，镍的浸出率反而下降。在最佳条件下，镍的浸出率可以达到７１．６５％。     

煤含硫模型化合物的介电响应特性及其对微波脱硫的影响

为揭示煤炭微波脱硫中的微波作用机制,利用传输反射法分析了煤中含硫与不含硫模型化合物的介电特性以及含硫模型化合物对净煤样介电性质的影响,并在微波联合氧化助剂条件下研究了其介电特性对脱硫率的影响。结果表明:含硫模型化合物的介电常数实部ε'、虚部ε″和损耗角正切tanδ均大于结构相似的不含硫模型化合物,其中二苯二硫醚、二苯并噻吩砜、二苯砜具有自己的特征峰位,因此可以通过调节微波频率实现煤中含硫组分的选择性加热;当净煤样负载含硫模型化合物后,混合样品的ε'发生了较显著的变化,而ε″和tanδ与净煤样相差不大,但在混合样品的ε″和tanδ变化曲线中明显出现相应模型化合物的特征峰,因此可以通过调节微波频率实现高有机硫煤的选择性脱硫。脱硫实验结果表明在微波联合氧化助剂的条件下,ε″和tanδ高的硫醚类的脱硫率明显大于噻吩类,且二硫醚更易于被氧化脱除。     

焦煤微波干燥特性及动力学研究

为探索焦煤微波干燥技术的基本理论,通过河南平煤八矿-焦煤微波干燥实验,研究焦煤颗粒粒径、微波功率和初始含水量对焦煤干燥特性的影响,利用薄层干燥动力学模型对实验数据进行拟合,探讨适于描述焦煤微波干燥动力学的最佳模型。结果表明,当焦煤粒径小于1 mm时,随着焦煤粒径、微波功率或初始含水量的增加,相同时间内煤样失水量增加,干燥速率增大;而随着粒径或微波功率的增大,干燥达到平衡的时间减少,但初始水分对干燥达到平衡的时间没有显著影响;焦煤微波干燥过程有一个非常短暂的预热升速阶段和恒速干燥阶段和一个长时间的降速干燥阶段,粒径、微波功率和初始水分越大,恒速干燥阶段越短暂;在常用薄层干燥动力学模型中,Diffusion approach模型是适于描述河南平煤八矿-焦煤微波干燥动力学的最佳模型。