渭北煤中硫的赋存特性研究

对渭北煤中硫的赋存特性进行了较为系统的研究,经对煤样进行工业分析,全硫、形态硫、煤灰成分的测定,渭北煤呈现出灰分含量高、水分含量较低、中高挥发分、高硫含量等特征。对原煤样进行XPS测试,煤中硫的存在形态较为复杂,其中有机硫所占比例非常大,样品表面的有机硫含量达到80%。而在有机硫中,主要是噻吩类和硫醇硫醚型硫,共占到有机硫含量的96%。由此可见在研究渭北煤中的硫脱出迁移特性必须着重考虑有机硫的脱出迁移特性。研究煤中硫的赋存特性,为煤的脱硫提供具有应用价值的数据和脱硫方法,对于减少二氧化硫的排放具有重要意义,符合国家可持续发展战略的要求。     

金属氯化物对高硫煤焦化过程中硫迁移特性的影响研究

高硫煤炼焦所得焦炭中硫含量较高限制了高硫煤的应用。采用碱土金属氯化物(NaCl及KCl)、碱金属氯化物(MgCl₂及BaCl₂)、过渡金属氯化物(AlCl₃及FeCl₃)对高硫炼焦煤进行浸渍处理，考察不同金属氯化物对高硫煤焦化过程中不同形态硫迁移特性的影响，旨在提高高硫煤炼焦质量，降低焦炭硫含量。实验结果表明：NaCl处理有助于煤样中无机硫的迁移，对有机硫的迁移影响较小。BaCl₂及FeCl₃处理不利于焦化过程中无机硫的迁移，但有机硫的迁移效果较好。金属氯化物处理会提高焦炭中噻吩硫及亚砜硫含量。同时，会增加煤焦化所得焦炭的灰分含量，降低焦炭的品质。而金属氯化物处理对高硫煤炼焦的结焦率影响较小。     

高硫炼焦煤热解过程中有机硫形态变迁规律

选择两种矿物质含量不同、硫含量相近的炼焦煤进行HCl-HF-CrCl2联合脱除矿物质实验,将脱矿物质后的煤分别在300℃,500℃,700℃和900℃下热解,用XPS研究煤中有机硫形态在热解过程中的变迁规律.将S2p谱用Lorentzian-Gaussian拟合分为3个峰:有机硫化物(163.3eV±0.4eV)、噻吩(164.1eV±0.2eV)和亚砜(166.0eV±0.5eV).结果表明,脱除矿物质后的煤中不存在硫铁矿硫和硫酸盐硫,煤中的有机硫分布是均匀的,以三种形态赋存,即有机硫化物硫、噻吩硫和亚砜硫,在两种脱矿物质后的煤中都未检测到砜类硫.两种煤中的有机硫化物在700℃时分解完全,低温下有机硫化物硫主要以气体形式逸出,高温下低价态的有机硫化物硫可与煤基质结合转化成噻吩硫;噻吩硫含量在300℃以下无明显变化,随温度升高,噻吩硫含量有所增加;亚砜硫在整个热解区间变化无明显规律.     

高硫炼焦煤中硫元素赋存形态的XANES分析

硫是自然界中最为活跃的元素之一,赋存形态多样。炼焦煤中有机硫的高效脱除是近年来的研究热点。以山西两种高硫炼焦煤为研究对象,采用X射线吸收近边结构光谱(XANES)对煤中硫元素赋存形态进行表征。结果表明,两种高硫炼焦煤中硫的赋存形态基本一致,噻吩环、巯基(-SH)、亚硫酰基(S=O)是两种煤样中硫元素的主要赋存形态,其中噻吩环类硫占60%以上。     

程序升温热解过程中高挥发分煤对高硫焦煤硫迁移的影响

采用程序升温热解方式进行高挥发分煤(Coal B)和高硫焦煤(Coal A)的共热解实验,以期减少焦中硫含量。开展了不同配比实验分析热解过程中硫的迁移,并设计了三组解析对比实验,分析在共热解过程中,发生硫迁移行为的主要影响因素。结果表明,焦煤Coal A含量在50%～66.7%范围时,高挥发分煤Coal B与Coal A的焦反应会降低焦中硫含量。     

煤燃烧过程中各形态硫析出规律的研究

利用改进的自动测硫仪,以高有机硫北宿烟煤和高黄铁矿硫阳泉无烟煤作为研究对象,在不同温度下对原煤和脱无机硫煤在煤燃烧过程中硫析出特性进行了研究,另外对原煤和脱无机硫煤在热解和燃烧时硫形态的变化进行了研究．实验表明：黄铁矿硫、有机硫、煤中有机硫的分布在不同温度下具有不同的析出能力;煤热解和燃烧过程中各形态硫可以向其它形态转移,使硫的析出变得十分复杂．其结果对研究煤燃烧过程中硫的析出规律及燃中固硫有一定帮助．     

煤中硫的赋存状态及成因

煤中硫的赋存形态和结构对煤的脱除效率有很大影响,重点对煤中硫的化学形态进行了综述,详细讨论了煤中黄铁矿、有机硫的赋存状态、结构及成因,以加深对硫的认识,为脱除硫提供可靠的理论依据。     

炼焦过程中硫元素迁移规律研究

以华北地区的峰峰低硫肥煤和山西中硫焦煤为原料,利用1 kg热解试验装置进行模拟炼焦试验,并对所得焦炭、煤焦油和煤气产品中硫元素形态和质量进行测定,揭示了炼焦煤中硫元素的迁移规律。结果表明:两种炼焦煤挥发分差别不大,硫元素迁移规律基本相同;炼焦过程中,不但原料煤中硫酸盐硫得以保留,还有其它形态硫经过复杂的热解化合反应生成新的硫酸盐硫;无机硫中的黄铁矿硫和有机硫中的脂肪硫、硫醚、硫醇等在炼焦过程中以H2S形式转移到煤气中,转移效率一般低于50%;原料煤中黄铁矿硫含量越高,H2S的转移率也越高;其他噻吩硫等在炼焦过程中不分解,留在焦炭中。     

部分进口煤炭中氟元素的含量特征及赋存形态

为加强对进口高氟煤炭的管理,评价进口煤炭中氟元素的环境迁入风险,采用高温燃烧水解-氟离子选择电极法对唐山港口岸进口的225批煤炭中的氟含量进行了测定;用稳健统计描述了其整体含量水平,并根据我国煤炭行业分级标准及富集比进行了质量评价;用相关分析对氟的赋存形态进行了分析。结果表明:唐山港口进口煤炭中的氟含量可描述为(137±24)mg/kg;按我国煤炭行业标准进行质量分级评价,唐山港口进口的68%的朝鲜煤、62%的加拿大煤属于中氟煤,氟含量算术平均值高于中国煤、世界煤,其迁入风险值得关注;进口朝鲜煤中氟含量与灰分、全硫含量呈中度正相关、与磷含量呈微弱正相关,推断氟的赋存形态主要为无机硫结合态(硫化物和硫酸盐)和黏土矿物,少部分可能存在于磷酸盐类矿物及有机硫结合态中;进口澳大利亚煤中氟含量与灰分、全硫含量相关性不显著,与磷含量呈低度正相关,推断氟的赋存形态比较复杂,可能部分以磷酸盐结合态存在,赋存于氟磷灰石、磷铝钙石中;进口加拿大煤中氟含量与灰分、全硫含量相关性不显著,与磷含量的相关性系数为0.763,显著性水平为0.01,表明二者呈高度正相关,具有显著性,说明二者有很强的伴生关系,推断氟主要以磷酸盐结合态存在,赋存于氟磷灰石、磷铝钙石中。     

煤有机硫赋存形态模拟与微生物脱硫研究进展

分析了煤的有机质结构和煤中有机硫赋存形态的复杂多样性，依据煤化学结构模型的预示以及煤化程度加深对芳核缩合程度增加的基本规律，探讨了模型化合物选择的理论依据及其规律性，归纳了微生物降解煤中有机硫的三种典型机理，综述了DBT，NTH，BTH和BMS等模型化合物及其部分衍生物微生物脱硫的研究进展，提出了运用多模型化合物选育降解煤中有机硫的微生物、多菌群复合培养和单一菌株广谱脱硫性能研究的新理念，展望了微生物脱硫技术的工业可行性．