微波脱除煤中硫的实验研究

采用微波反应器和智能定硫仪,考察了微波处理时间、微波处理温度、浸提剂种类等因素对脱除煤中硫的影响。结果发现:脱硫率随微波处理时间增加而增加,处理时间增加到1 h后,增加不再明显;微波处理温度越高,脱硫效果越好;不同的浸提剂对微波煤脱硫的影响不同,冰醋酸与双氧水的混合浸提剂脱硫效果较好。实验得到的最佳脱硫条件为:以冰醋酸与双氧水混合比1∶1的溶剂为浸提剂,在80℃下微波处理1 h,脱硫率可达86.3%。     

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。     

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%。     

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。     

高硫煤微波辅助脱除有机硫试验研究

以新阳高硫煤为试验用煤,采用硝酸洗涤法除去煤中无机硫,在微波与氧化剂协同作用下开展脱硫试验,采用单因子法考察了氧化剂配比、辐照时间对煤中有机硫脱除效果的影响,采用XRD和XPS方法分析试验前后含硫组分的变化情况。     

炼焦煤中有机硫对微波的响应规律

在固定腔微波反应器中,分别使用不同频率的微波对3种炼焦煤开展脱硫试验,采用XPS分析方法解析微波辐照前后煤中有机硫赋存形态及相对含量的变化,利用Materials Studio模拟平台计算煤中不同有机含硫结构化学键特性在微波作用后的变化,探寻微波作用下煤中有机硫的变化和响应机理。研究表明,山西高硫炼焦煤中有机含硫组分包括硫醇(醚)、噻吩和(亚)砜,840 MHz和915 MHz频率微波辐照后,硫醇(醚)相对含量下降,噻吩相对含量升高,2 450 MH频率微波辐照后,有机含硫组分相对含量变化不明显。模拟计算显示,在外加电场作用下,煤中C—S键长增大、键级减小,有机含硫分子偶极矩增大。说明频率为840 MHz和915 MHz的微波辐照能改变煤中有机硫的化学结构参数,进而影响煤中有机硫的脱除。     

基于XANES分析煤炭微波脱硫前后硫形态的变化

煤炭微波脱硫是当前洁净煤技术研究的热点,但目前对煤炭微波脱硫过程中硫形态的变化规律尚不完全清楚,本文采用同步辐射XANES方法分析微波脱硫前后煤中硫的赋存形态及其变化规律。结果显示,煤中硫主要以噻吩环、巯基(-SH)、亚硫酰基(S=O)以及硫酸盐类矿物质的形式存在,经过微波脱硫后煤中含硫基团中噻吩类硫和巯基类硫含量降低,亚硫酰基类硫和硫酸盐类含量增加,煤中含硫基团向硫的氧化态转化。     

煤炭微波脱硫的研究现状及发展方向

文章介绍了煤中硫的赋存形态及微波脱硫原理,阐述煤炭微波脱硫研究进展。最后展望煤炭微波脱硫技术的发展方向。     

白腐菌煤炭脱硫实验研究

将白腐菌用于煤炭脱硫的实验研究,通过实验研究了白腐茵在煤炭脱硫过程中煤粒度、煤浆浓度、接种量和培养时间等各因素对其脱硫的影响.实验表明,白腐菌脱除广西合山煤中全硫的最佳条件是:煤粒度＜200目.煤浆浓度10%,白腐菌菌种量0.9 g,白腐菌培养时间为5d.在最佳条件下,全硫的脱除率为35.77%.     

微波联合碱液煤炭脱硫研究

采用微波联合碱液的方法进行煤炭脱硫实验研究,考察了煤炭粒度、碱液浓度、辐照时间、微波功率对脱硫效果的影响,以及脱硫前后煤中矿物质与含硫官能团的变化。结果表明:在所选择的参数范围内,脱硫率随着煤炭粒度的减小而增大,随着碱液浓度、辐照时间、微波功率的增大而增大。XRD分析表明,脱硫后煤中矿物质种类未发生显著变化,但含量明显降低。红外光谱分析表明,脱硫后煤的整体结构未发生显著变化,但含硫官能团吸收峰明显减弱。     

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。     

煤炭微波脱硫技术研究现状与发展

综述了煤中含硫组分的分类、赋存状态以及微波辐射作用下含硫化学结构对微波的断键响应;分析了煤炭微波脱硫的作用机理,同时对非热效应存在的理论依据进行了阐述。结合微波试验装置的发展,介绍了适用于煤炭微波脱硫的非热效应试验研究方法,并展望了煤炭微波脱硫技术的发展方向。     

超声波和微波联合加强氧化脱除煤中有机硫

用超声波和微波辐射法在氧化体系下，对北京、王庄、兖州、临汾煤进行了氧化脱硫研究.实验结果表明，超声波和微波结合可达到较好的氧化脱硫效果，超声波作用时间和功率、微波作用时间和功率、煤样粒度、氧化剂类型以及氧化剂用量对煤中有机硫的脱除率有较大影响.在优化的工艺条件下：超声波功率为540 W，作用时间为70 min，微波功率为280 W，照射时间为30 min，煤与HAc+H₂O₂（体积比1∶1）氧化剂配比为3/60 (g/mL)，煤粒度d≤0.10 mm；王庄煤有机硫的脱除率可达到65.0 %.研究表明,超声波和微波联合氧化法是脱除原煤中有机硫的一种有效方法，对不同煤样的脱硫效果不同，与煤中有机硫的存在形态有关.     

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。     

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)。     

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。     

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％．     

添加微波脱硫助剂对新峪焦煤介电特性的影响

通过对新峪焦煤中添加助剂进行微波脱硫实验,探究了微波频率在2.45GHz下,酸性助剂(HCl)、碱性助剂(NaOH)、还原性助剂(HI)和氧化性助剂(HCOOH-H2O2)分别与新峪焦煤结合所得脱硫率,利用传输反射法测定煤样在0.1～6.5GHz频率范围微波脱硫前后的介电常数,表征介电特性发生的变化。研究结果表明:在0.1～6.5GHz频段范围内,伴随着盐酸溶液的浓度增加,煤样相对介电常数、相对介质损失因子和介质耗散因子相对应增加;煤样经氢氧化钠溶液处理后相对介电常数随着微波频率的增加而降低;氢碘酸溶液处理后的煤样相对介电常数曲线随频率的增加缓慢下降;甲酸-过氧化氢溶液处理后的煤样相对介电常数曲线趋于稳定,不再随频率的增加缓慢下降,在6.0GHz后曲线开始上扬。     

低阶煤微波辅助热提质研究进展

微波热处理技术具有快速均匀、选择性加热和操作灵活、安全环保的优势,为实现低阶煤的清洁高效利用提供了新途径。从低阶煤的微波辅助干燥提质和热解提质出发,综述了低阶煤对微波的介电响应特性,梳理了影响低阶煤微波干燥提质过程的因素,阐述了微波干燥提质对低阶煤品质和理化性质的作用规律,不同工艺条件对低阶煤微波热解提质的影响以及引入吸波剂和催化剂对强化低阶煤微波热解提质的作用特性。结果表明:低阶煤中的水分和矿物含量是影响其介电损耗能力的主要因素,内在水分对微波的快速响应有利于实现微波对低阶煤的快速干燥提质。微波加热干燥有效提升了低阶煤固定碳含量和燃烧热值,内在水分被优先加热发生快速迁移可促进孔隙结构形成进而增强了其可磨性,极性含氧官能团在微波诱导下易发生分解有助于抑制低阶煤的自燃倾向。相比常规热解,微波辅助低阶煤热解提质表现出加热速率快、热解效率高、焦油轻质组分丰富以及合成气产量高的优势。微波功率、辐射时间、热解终温和反应气氛是影响低阶煤微波热解提质的主要因素,基于目标导向的热解工艺参数优化是实现低阶煤高效分级分质利用的核心。利用吸波剂和催化剂充分强化低阶煤微波热解提质,有利于提高微波能利用率、加深煤热解程度、定向调控产物分布以及改善热解产物品质。此外,微波辅助低阶煤和生物质、油页岩和废塑料等富氢物质进行共热解,能够增强焦油向轻质化的转变以及提升有效气体收率,是实现低阶煤清洁高效梯级利用的重要发展方向。