微波脱硫中有机氧赋存形态的XPS分析

采用X射线光电子能谱(XPS)法分析了微波脱硫前后山西某矿高硫煤中有机氧(COO、C=O和C-O等)赋存形态的变化。研究结果表明:脱硫后煤样的O含量由17.97%上升至24.39%,C含量由70.49%下降到58.05%,同时n(O)/n(C)由0.26增至0.42。脱硫前后C1s图谱的拟合数据表明:煤样中C-H、C-C和C-O单键的含量分别从41.41%和28.74%下降到35.54%和7.10%,羰基和羧基含量分别由0.11%和0.21%增至10.38%和5.03%。     

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。     

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%。     

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%。     

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。     

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。     

炼焦用精煤中硫形态的XPS分析方法研究

文章依据XPS的测定原理与图谱解析方法,将高硫炼焦精煤中的硫划分为硫醚(醇)类、噻吩类、(亚)砜类以及无机硫类等四种形式。结合实例,对其电子结合能(B.E.)区间进行分割,并利用XPSPEAK4.1和origin8.0拟合方法,得到了不同形态硫的对应图谱。     

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.     

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。     

煤中硫处理工艺

将煤炭的脱硫分为燃前脱硫、燃中固硫和燃后脱硫三条途径，并按这三条途经全面论述了煤炭脱硫的各种方法及其进展，对各种脱硫途径及脱硫方法进行了简要评价和比较。     

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。     

煤表面硫与氮官能团低温氧化规律XPS技术研究

利用XPS测试技术对兴成肥煤低温氧化规律进行实验研究。硫元素XPS氧化前后测试结果对比分析表明原煤硫元素中硫化物硫和硫铁矿硫占比最高,而有机硫中噻吩硫含量最高,其次为砜和亚砜。氧化后煤表面噻吩硫相对含量降低,有机硫中的部分硫化物硫氧化成亚砜,亚砜进一步氧化成砜,导致砜相对浓度增加,而亚砜缺失。原煤氮元素谱图分析可知兴成煤中氮主要存在于煤分子的边缘,约21%氮以季氮形式镶嵌于煤分子芳香结构中,煤中吡咯氮含量最高。氧化后XPS结果表明在氧化过程中与氮相连的氧原子脱除,氧化型氮转变为其他形态,且很大一部分转化为吡啶。     

浅谈煤炭的微波脱硫

介绍了利用微波辐射进行煤炭脱硫的原理、试验方法和结果 ,指出微波脱硫技术在煤炭工业中的应用前景。     

煤中有机硫生物脱硫系统述评

本文对微生物脱除煤中有机硫的方法进行了评价。在这方面只有大西洋研究公司进行过日处理能力为4．45kg的中试，而美国气体工艺研究所开发的生物催化系统仍处于实验宝菌种选择和筛选阶段。后者成功地将限硫连续恒化器用于选择具有一定脱硫能力的菌种的实验中，这提供了一种方便的、有效的菌种选择技术。研究工作也证实，通过适当的改善细菌生长介质，有可能改变其代谢途径，并引进了生物脱硫分析技术，以利于在可比的基础上比较在不同条件下不同介质中生长的各种微生物的脱硫效率。南伊利诺斯大学在测绘大肠杆菌(E．coli)变异体的脱硫基因方面取得了成功。仍需要比目前所开发的菌种具有更快生长率、更稳定和更具脱硫活性的微生物．在菌种选择程序、生物脱硫的代谢作用和相应的代谢途径、胞外酶脱除煤中有机硫的效果、鉴别具有广泛地脱有机硫能力并能与脱无机硫的菌种共生的异养型嗜酸菌等方面的研究尚需加强。     

煤表面硫与氮官能团低温氧化规律XPS技术研究北大核心

利用XPS测试技术对兴成肥煤低温氧化规律进行实验研究。硫元素XPS氧化前后测试结果对比分析表明原煤硫元素中硫化物硫和硫铁矿硫占比最高,而有机硫中噻吩硫含量最高,其次为砜和亚砜。氧化后煤表面噻吩硫相对含量降低,有机硫中的部分硫化物硫氧化成亚砜,亚砜进一步氧化成砜,导致砜相对浓度增加,而亚砜缺失。原煤氮元素谱图分析可知兴成煤中氮主要存在于煤分子的边缘,约21%氮以季氮形式镶嵌于煤分子芳香结构中,煤中吡咯氮含量最高。氧化后XPS结果表明在氧化过程中与氮相连的氧原子脱除,氧化型氮转变为其他形态,且很大一部分转化为吡啶。     

煤中有机硫直接测定及脱硫率测算方法

介绍了用透射电子显微镜(TEM)直接测定煤中有机硫的技术及测定结果。结果表明,与常规化学法差减求值相比,能可靠、快速测定煤中有机硫,所需煤样量少,对几百A范围内的煤样进行测定,是迅速得到脱硫率的有效方法。     

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。     

煤的微波辅助脱硫试验研究

考察了微波对矿物加热和磁性改变的选择性，研究了微波辅助磁选脱硫和微波化学脱硫的影响因素。     

西山高硫煤中硫的分布与脱硫的可能途径

根据对西山高硫煤的硫含量及分布的初步分析,研究了多种脱硫方法的可行性.由于西山高硫煤的个体特性,单纯用常规洗选、加固硫剂难以使硫含量满足客户要求,使用各种方法综合脱硫可以大大降低硫含量.