煤在还原性气氛下热解硫的析出机理研究进展

对煤在还原性气氛下热解硫的析出机理的研究进行综述,着重介绍了在氢气气氛下、焦炉气气氛下的脱硫机理及脱硫效果;并指出煤在甲烷气氛下热解,甲烷对脱硫存在促进作用。比较几种还原性气氛下煤热解的脱硫优缺点,指出甲烷对促进煤热解脱硫具有重要的研究价值和实际应用前景。     

高硫煤热解脱硫技术研究现状

归纳了煤中硫赋存形态,阐述了热解脱硫研究的意义;根据热解过程脱硫方式,将热解脱硫分为不同气氛下热解脱硫和添加物共热解脱硫。不同气氛下热解脱硫方面,分析了惰性、氧化性、还原性3种气氛下热解脱硫效果,结果表明,还原性气氛下脱硫效果最佳,且被脱除的硫多以H2S形态逸出;炼焦煤热解形成焦炭,还原性氢仅与表面含硫化合物反应,脱硫效果有限,因此难以工业化应用。添加物共热解脱硫方面,分析了有机和无机添加物共热解的脱硫效果,结果表明,某些有机和无机添加物与煤共热解时具有脱硫效果,但对于脱除哪类形态硫及各形态硫脱除机理研究甚少;最后提出了热解脱硫技术研究的可能性方向。     

煤热解特性研究

对大雁、协庄和昔阳3个不同煤化程度的煤样，在N2，CO2和水蒸气3种不同气氛及不同温度下进行了热解研究，考察了煤化程度、热解气氛和热解温度对煤热解产物产率和热解气性质的影响规律．研究表明，对上述3个煤样，随煤化程度加深，焦产率增加，油和气产率一般随煤中挥发分增加而增加，但又与煤的大分子结构、热解温度和加热速率等有密切关系；干馏气组成H2和CH4含量协庄煤样最高，而(CO CO2)含量因煤中氧含量的降低而下降．与N2气氛相比，CO2和水蒸气气氛中半焦产率下降，气产率增加；油产率水蒸气气氛下最高．H2组分含量在水蒸气气氛下最高，而CO，CH4和烃类C2～C5组分则最低．LHV在N2，CO2和水蒸气气氛下逐次降低．     

反应气氛对煤热解过程中硫变迁与释放的影响

通过固定床、流化床热解脱硫过程,重点对比分析反应气氛对煤中硫变迁与释放行为的影响.研究结果表明:还原性气氛较惰性气氛和氧化性气氛更有利于煤中硫的释放.较高的热解温度有利于有机硫和硫酸盐硫的脱除,较长的热解时间可以使更多种类的硫发生分解反应.选择合适的热解条件参数是实现煤热解预脱硫、有效提高脱硫效率的关键.     

煤热解过程中硫的脱除

本文研究了山东省和四川省５个煤阶的７种高硫煤在４００～９００℃热解温度下有机硫的脱除、硫铁矿硫的分解及脱除，评价了煤阶、温度、硫分组成对脱硫效果的影响，并对热解脱硫机理进行了探讨。     

过热蒸汽下煤系黄铁矿磁性强化研究

对西山煤电集团煤样进行热处理实验研究,在高温水蒸气气氛下、热解温度在400～700℃之间,利用自制热解装置热解预处理煤样,预处理后的煤样用自制PM—C30型圆筒磁滤器磁选脱硫研究,主要研究热解温度对煤粉磁选脱硫效果的影响。发现提高热解温度对磁选脱硫效果有利,在500℃时脱硫效果最好,此时的脱硫率为56．86％,与原煤脱硫率相比提高了40．49％;对于西山煤来说,热解一磁选脱硫技术能够有效脱除无机硫,但是对有机硫脱除效果不佳。     

煤与生物质的热解

综述了煤与生物质的热解研究现状，着重介绍了煤与生物质在各种不同气氛下的热解情况，并对煤与生物质的热解机理做了更进一步的探讨，指出对煤与生物质的共热解的研究具有重要的意义，而且可望成为获取高附加值的热解产品和洁净煤转化技术的新途径。     

霍州煤氧化性气氛下热解预脱硫及硫的变迁

利用流化床反应系统对霍州原煤在氧气浓度(体积分数)分别为2.5%,5.5%和8.5%O2-N2混合气,热解温度分别为400℃,500℃,600℃,700℃和800℃,热解停留时间为20min的条件下进行了热解预脱硫的研究.结果表明,在氧气浓度为5.5%,热解温度为700℃时的脱硫效果最佳,脱硫率可达70%以上.而且,与惰性气氛下热解相比,半焦产率没有明显降低.当继续加大氧气浓度或升高热解温度时,虽然脱硫率有所增加,但是半焦产率却大大降低,且半焦产率的降幅要大于脱硫率的升幅.通过热解质谱(PY-MS)实验表明,在1%O2-He气氛下,SO2和CO2在500℃以前的逸出趋势基本相同,这说明氧气在低温时对不稳定有机硫中的C-S键能够选择性断裂,此时煤中的C-C键不受影响;随后CO也开始逸出,使得它们的逸出趋势稍微发生了变化,最后这三个峰基本在同时达到了最大,这是由于随着温度的升高,C-S键被氧气选择性断裂的同时,C-C键也大量参与到了反应中来,使氧气由原来的过量变得相对不足,从而使得部分碳转化为CO.     

催化剂对煤热解特性的影响

从煤热解机理出发,论述了煤热解催化剂的分类及其催化机理,详细阐述了不同催化剂对煤热解产物的影响,指出了催化剂研究的热点是廉价铁基催化剂和负载类催化剂,并从催化剂的制备、反应气氛、热解工艺3方面对催化效果的影响进行了分析。     

气氛对煤热解行为影响的研究进展

总结了不同热解气氛对煤热解行为的影响,其中氧化性气氛的存在不仅可以促进挥发性有机物的裂解,也可以与挥发性有机物发生反应进一步形成焦油及半焦;还原性气氛促进了煤热解自由基的生成,同时还原性气体热裂解也会形成自由基,这些自由基间的相互结合会进一步形成热解气、热解水、热解焦油及半焦。混合气氛热解有利于焦油产率的提高,且不同气体的混合对焦油中各组分含量及性质的变化均会产生较大的影响。最后提出,下一步研究中应就不同气氛对煤热解过程的影响机理进行深入探讨并结合计算机模拟的方法对其影响过程进行模拟和优化,同时应放大实验装置,为工业应用提供更为准确可靠的参考依据。     

Desulfurization of coal through pyrolysis in a fluidized-bed reactor under nitrogen and 0.6% O2-N2 atmosphere

The raw Yima (YM) and Datong (DT) coal, their demineralized (YM-ash, DT-ash) and de-pyrite (YM-p, DT-p) coals were pyrolyzed in a fluidized-bed reactor to examine the sulfur removal efficiency. The effect of process parameters such as temperature, residence time and atmosphere were investigated. The results show that there is an optimal temperature and residence time for the maximum desulfurization, varying with type of coal and the thermal stability of organic sulfur. The alkaline-earth mineral in the raw coal plays an important role for the fixation of sulfur and makes desulfurization decrease. The interaction of pyrite with the organic matrix of coal is the dominant reason that leads to organic sulfur accumulation in char. YM has higher desulfurization of organic sulfur than DT due to more aliphatic sulfur in the raw coal. YM and DT were pyrolyzed in 0.6%O₂-N₂ mixed atmosphere, aiming at examining the effect of reactive gas on the sulfur removal during pyrolysis. The results show that sulfur removal is improved without great decrease in char yield. This indicates that small amount of O₂ in inert atmosphere can improve desulfurization efficiency. In addition, TG-MS runs in 0.6%O₂-Ar and Ar were carried out to check the sulfur-containing compounds in pyrolysis gas and further understand the desulfurization process.     

烟煤热解全流程脱硫技术应用及研究进展

为实现烟煤热解提质增效,从脱硫角度,调研了各工段脱硫技术的应用及研究现状,试图厘清烟煤热解全流程脱硫的思路。烟煤热解全流程脱硫包括炉前煤炭脱硫、炉中热解脱硫和炉后煤气脱硫3部分。炉前煤炭脱硫方面,重介质洗选和浮选工业应用成熟,电选、磁选、微生物及各类化学脱硫方法仍处于研究阶段;热解脱硫方面,不同气氛下热解脱硫和与添加剂共热解脱硫均处于实验室研究阶段;炉后煤气脱硫以湿法氧化法应用最为广泛。为实现全流程有效脱硫,现阶段应重点加强以下几方面工作:(1)加大炉前脱硫技术的应用范围和研究力度;(2)加强针对有机硫脱除技术的研发;(3)研发配套环保技术,减少过程污染。     

煤热解和气化过程中硫分析出规律的研究进展

总结了当前煤中硫分的主要存在形态及其在煤转化（包括热解和气化等）过程中硫分变迁规律的研究进展，并探讨了煤阶和煤中硫的赋存形态，以及操作条件对煤中硫分析出规律的影响，这些形成了煤热解部分气化预脱硫工艺的理论基础，这对于指导燃前脱硫工艺的研究与开发是非常重要的。     

不同热解方式下长焰煤的热解特性研究比较

为提高长焰煤热解转化率,研究其热解过程和机理,采用格金干馏设备、固定床和间歇蒸气流化床3种不同热解装置,分别进行长焰煤的低温热解实验。研究结果表明,格金干馏实验中液体产率较高;在固定床低温热解装置中,煤颗粒达到完全热解需要的时间长,热解气体产物中氢气的产率高;在间歇蒸气流化床中,煤颗粒的热解反应速度快,但受热解过程中流化气吹损的影响,半焦产率低;热解气体的组成和分布也随热解气氛而改变,在水蒸气气氛条件下,水蒸气可能参与大分子烃类物质的部分反应,热解气体中CH4和C2以上小分子烃类物质CmHn总含量降低,CO2和CO含量增高。     

用热分析技术研究煤的热解特性

用热分析技术研究了自洗蒙古煤和乌煤在氮气中的热解特性,探讨了升温速率和煤样粒径对热解过程的影响,根据煤热解产物释放特性指数r的大小来确定两种煤的热解性能。结果表明:同一升温速率下,自洗蒙古煤的热解特性要好于乌煤;同一种煤,升温速率越高,r值越大,热解特性越好。应用不同升温速率下的热解曲线计算出两种煤热解过程的动力学参数。用等转化率法求得热解过程的活化能;用主曲线法确定失重过程的最可几机理函数。     

煤与生物质共热解的TGA-FTIR研究

利用热重分析仪和傅里叶红外光谱仪对煤与木屑混合物在惰性气氛中进行了共热解研究,考察煤阶及煤与生物质掺混比例对热解过程的影响.结果表明,煤与木屑共热解特性并不是单独煤和单独木屑热解特性的简单叠加;高阶煤与生物质共热解更有利于协同反应的发生.通过对红外吸收光谱的分析发现,木屑与不同煤化程度煤共热解析出气体的成分和含量也不同,说明煤阶对煤与生物质共热解的气态产物有明显影响,也从侧面揭示了混合物热解过程中煤与木屑之间发生了相互作用.     

CoMoP/13X催化剂上黄土庙煤热解特性研究

采用等体积浸渍法制备了CoMoP/13X催化剂,利用TG-FTIR技术研究了该催化剂对黄土庙煤热解失重特性和气态产物生成规律的影响,并对不同条件下的煤热解过程进行了动力学分析.结果表明,CoMoP/13X催化剂对黄土庙煤加氢热解有明显的催化作用.与原煤热解相比,催化加氢热解的第二个热解峰温和二次脱气阶段的表观活化能分别降低了27.7℃和7.9 kJ/mol.在线FTIR实验结果表明,CoMoP/13X催化剂可以改善黄土庙煤热解产物的组成与分布,热解产物中CO2较大幅度降低,芳烃化合物和脂肪族化合物显著增加,CH4和CO等高热值气体有不同程度的增加.