煤显微组分热解过程中含硫气体逸出特性

在TG-151热天平上利用在线质谱仪考察了兖州煤及其显微组分热解过程中含硫气体的逸出特征，并根据不同含硫气体的逸出规律对兖州煤镜质组和惰质组中硫的存在形态进行了分析，果表明：镜质组在480C左右有较强的H2S和COS选出，惰质组较低，而惰质组在600℃有较强的HzS和CoS逸出，镜质组则基本没有，说明镜质组中有机硫含量较高而惰质组中黄铁矿硫含量较高，质组和惰质组不同的SO2选出说明镜质组合有较高的脂肪硫和芳香硫，极少的黄铁矿硫，而惰质组则含有较少脂肪硫和芳香硫，很高的黄铁矿硫．镜质组比惰质组有较高的C4H4S和C8H6S逸出，说明镜质组中的噻吩环和苯并环有较多的以弱的桥键与煤主体结构相连，而惰质组中的噻吩环和苯并环多与缩合芳香体系缩聚在一起，热稳定性较高，难以断裂分解，种含硫气体不同的逸出强度和分布反映了镜质组和惰质组中硫存在形态和含量的差异而导致的镜质组和惰质组在热解过程中硫的不同变迁规律。     

神木煤显微组分热解的TG-MS研究

在TG-151热天平上考察了神木煤显微组分的热重特性，并用质谱对热解气体进行了在线检测分析．结果表明：镜质组比惰质组有较高的挥发分收率和较高的最大失重速率，较低的起始热解温度和热解峰温．对热解产生的气体的在线质谱分析表明，镜质组有较高的C1～C4轻质烃类和C6～C8芳香烃类收率，原煤居中，惰质组最少，反映了镜质组和惰质组在脂肪氢含量和芳香度方面的差异；同时镜质组比惰质组有较高的水生成，反映了镜质组较高的酚羟基含量对热解水生成的影响．而镜质组和惰质组CO2逸出的不同则反映了其含氧官能团含量的差异．各种热解气体不同的逸出强度和分布反映了镜质组和惰质组因组成不同而导致在热解反应性方面存在的差异．     

神木煤显微组分热解特性研究

在热天平上考察了湿度对神木煤显微组分热解的失重行为、红外光谱变化、半焦元素分布以及脱硫脱氮率的影响。结果表明：随热解温度长高,镜质组和惰质组在400－700℃出现明显的热解失重峰,且热解失重行为相似,但镜质组失重峰温低,失重速率大,脱硫脱氮率高;与惰质组半焦相比,镜质组半焦C含量较低,H,O,含量较高。在实验温度范围内,随温度升高,脂肪C－H键和芳香醚键、羟基等逐渐断裂分解,至700℃基本消失,同时半焦中C元素含量升高,H,O含量下降,N,S含量变化不大,同时湿度升高也有利于提高脱硫脱氮率。     

西曲煤显微组分化学结构的研究

应用红外光谱和电子顺磁共振对西曲煤显微组分的分子结构和自由基性质进行了研究。结果表明:镜质组、半镜质组和惰质组的芳碳率分别为0.84、0.91和0.93,镜质组分子结构单元中含有较多的脂肪取代基和螯形醌基;显微组分的自由基浓度(10~(18)spins/g):镜质组3.87,半镜质组18.98,惰质组40.10。镜质组自由基为较小的含氧型芳香π自由基,情质组自由基为巨大的纯芳香π自由基;半镜质组的分子结构和自由基性质均介于镜质组和惰质组之间。     

矿物质脱除对煤中硫在氢气热解中逸出的影响

对3种不同矿物质含量和硫含量的煤进行了脱除矿物质的实验，采用TG-MS对原煤和脱矿物质煤进行了AP-TPR实验，并在线分析了气相中主要的含硫化合物．结果表明：由于煤中矿物质种类的不同，在AP-TPR条件下对不同含硫气体的逸出有不同的影响．煤中矿物质的碱酸比越大，对煤的固硫作用越强；反之，对煤中有机硫醚和硫醇等C-S键的分解越强，煤中矿物质对COS的生成有很大的影响，高温时氢气抑制COS的生成，二次反应对COS的生成同样起重要作用．从原煤和脱矿物质煤噻吩硫的逸出峰分析得出，脱矿物质对煤中噻吩硫影响很小。     

钙基添加剂在大同煤热解中的作用

在固定床反应器进行了大同原煤 ( DTY)、和经处理的大同煤 ( DTTY)热解实验及添加不同的钙基固硫剂后的热解实验 .结果表明 ,35 0～ 45 0℃主要发生黄铁矿的分解和部分弱的有机硫官能团 (如硫醇、硫醚、二硫化物 )的裂解 .脱黄铁矿过程发生的氧化作用产生了亚砜和砜类含硫基团 ,导致 DTTY释放 H2 S和 COS的温度升高 .5 1 %的硫在 DTY热解时生成含硫气体逸出 ,其中 95 %的含硫气体是 H2 S,4.8%是 COS;而只有 1 2 %的硫在 DTTY热解时生成含硫气体 ,86%是 H2 S,1 2 %是 COS.Ca O和 Ca( OH) 2 具有很高的固硫活性 ,对大同煤的有机硫和无机硫同样具有很好的固硫效果 .而 Ca CO3 的固硫效果较差 ,这是因为 Ca CO3 与含硫气体的反应性较低造成的 .溶液浸渍法以及超声搅拌混合法加入的 Ca( OH) 2 没有显示出比机械混合法更优越的效果 ,这是因为在随后样品干燥阶段 Ca( OH) 2 部分生成了固硫活性低的 Ca CO3 .     

神华煤有机显微组分富集物热重研究

利用热天平与红外光谱仪联机，研究了神华煤有机显微组分富集物的热解和气化反应性．结果表明，神华镜质组分富集物在氩气环境下热解在380～590℃之间有一个明显的失重峰，而惰质组分富集物在410～590℃之间有一个明显的失重峰；神华镜质组分富集物在二氧化碳环境下在350～550℃之间、惰质组分富集物在450～550℃之间各有一个失重峰，分析表明此温度段为热解过程；镜质组分富集物在850～1050℃之间、惰质组分富集物在900～1040℃之间又各有一个气化反应的明显失重峰．动力学计算结果表明神华煤显微组分富集物气化行为可用未反应收缩核模型来描述．通过比较反应速度和活化能可知，镜质组分富集物热解反应性大于惰质组分富集物，而惰质组分富集物气化反应性大于镜质组分富集物．     

神府煤显微组分表面性质研究

为了考察煤显微组分的可浮性,对神府煤镜质组和惰质组进行了元素分析、工业分析、光电子能谱分析（XPS）、润湿热和表面电性测定.结果表明,镜质组和惰质组的表面化学组成和结构相似,物理化学性质相近,不同显微组分表面同时存在亲水性基团和疏水性基团.含氧官能团对所研究显微组分表面润湿性的影响显著.镜质组表面极性含氧官能团中氧碳质量比为0.135,其中羟基中的为0.090;惰质组表面极性含氧基团中的为氧碳质量比0.112,羟基中的为0.061.与以往的报道不同,实验惰质组表面疏水性较好,二次去离子水中放热9.639 J/g;镜质组相对亲水,二次去离子水中放热21.306 J/g.在较广的pH值范围内,煤显微组分表面荷负电,惰质组和镜质组ξ-电位差别不大,零电点的pH值分别为2.80和3.40.     

浸渍铁铬对灵石焦煤在热解过程中逸出气体的影响

利用GC-FPD和TPD-MS考察了浸渍Fe3+和Cr3+对灵石煤热解过程中气体产物逸出的影响.结果表明:Fe3+和Cr3+破坏了煤中的氢键并与煤表面官能团形成活性络合物,使煤样的挥发分增加、固定碳等减少;由于Fe3+的氧化作用,载铁煤中的黄铁矿硫明显减少.低于300℃时,Fe3+和Cr3+促进煤中有机硫分解,增加了H2S和SO2的生成量;300～700℃时,由于Fe3+和Cr3+的固硫反应,转移到气相中的硫急剧减少;700℃时置换为氮气和氢气混合气后,在高温还原性气氛下,Fe和Cr的固硫产物和稳定的有机硫加氢脱硫产生大量的H2S.由于Fe3+和Cr3+促进了煤的热解和初级焦油裂解,CO2,CO,H2O,CH4的生成量增加;金属离子对芳香结构缩聚反应的促进作用增加了H2的生成量,Cr3+对灵石焦煤热解过程中逸出气体的影响强于Fe3+.     

中东渣油加氢处理过程中硫的脱除规律研究

对于中东混合原油常渣原料油在固定床连续加氢反应装置中的硫进行了定性和定量分析。结果表 明, 经过固定床连续加氢处理后, 含硫化合物的含量随着加氢深度的增加明显降低, 脱除效果明显, 最终脱除率达到 8 3. 2 2%; 硫含量在原料油和生成油中的分布规律是随着温度的升高而增大; 最终得到的生成油<3 5 0℃馏分中的硫 醚硫全部脱除, 苯并噻吩基本上脱除完全, 空间位阻大的二苯并噻吩类含硫化合物也大部分被脱除。     

岩相对煤在CS2—NMP混合溶剂中溶解性的影响

选用褐煤、气煤和肥煤３个煤阶共５个煤种,着重从岩相角度研究了它们在二硫化碳－Ｎ－甲基－２－吡咯烷酮混合溶剂中的溶解特性．结果表明,在宏观煤岩组分方面,５种煤的溶解性均按亮煤＞暗亮煤＞亮暗煤＞暗煤＞丝炭的顺序减小,而镜煤在这一顺序中的位置则因是否含有壳质组分而不同;在显微煤岩组分方面,溶解性则是镜质组＞壳质组＞惰质组,镜质组中一般又以无结构镜质体溶解性最大,但随着煤变质程度的加深而逐渐与其它镜质组组分趋于一致．此外,矿物质对煤的溶解性也产生影响．     

Comparative filtration and dewatering behavior of vitrinite and inertinite of bituminous coal: Experiment and simulation study

The filtration and dewatering of fine clean coal not only ensure industrial water recycle in coal washing plant, but also reduce the moisture of coal product in order to meet the requirements of combustion or coking industry. Fine clean coal is mainly composed by organic matter, and the property difference of different organic matter determines the filtration and dewatering behavior. In this investigation, vitrinite and inertinite were separated from a clean bituminous coal, and the comparative filtration and dewatering behavior of vitrinite and inertinite were conducted. The results showed that inertinite has lower dewatering rate and higher filter cake moisture than vitrinite. The analysis of filter cake structure showed that inertinite particle is easier to be broken into small particles due to the difference of mechanical properties, thus forming more compact filter cake than vitrinite. The analysis of particle surface properties showed that vitrinite is more hydrophobic than inertinite, which makes water easier drained from filter cake. The simulation study showed that the structure of inertinite is more porous than that of vitrinite,and the interaction between inertinite and water is stronger than that between vitrinite and water. This study provides a theoretical basis for improving coal dewatering by selectively improving coal maceral hydrophobicity.     

Development of multiple soft computing models for estimating organic and inorganic constituents in coal

The distribution of the various organic and inorganic constituents and their influences on the combustion of coal has been comprehensively studied. However, the combustion characteristics of pulverized coal depend not only on rank but also on the composition, distribution, and combination of the macerals.Unlike the proximate and ultimate analyses, determining the macerals in coal involves the use of sophisticated microscopic instrumentation and expertise. In this study, an attempt was made to predict the amount of macerals(vitrinite, inertinite, and liptinite) and total mineral matter from the Witbank Coalfields samples using the multiple input single output white-box artificial neural network(MISOWB-ANN), gene expression programming(GEP), multiple linear regression(MLR), and multiple nonlinear regression(MNLR). The predictive models obtained from the multiple soft computing models adopted are contrasted with one another using difference, efficiency, and composite statistical indicators to examine the appropriateness of the models. The MISOWB-ANN provides a more reliable predictive model than the other three models with the lowest difference and highest efficiency and composite statistical indicators.     

显微组分的残炭类型及其燃烧方式

本文依据沉降炉和一维煤粉燃烧特性试验,对不同显微组分的残炭类型及其燃烧方式进行了详尽的探讨。结果表明,薄壁煤胞、厚壁煤胞和网状炭由镜质组形成,在燃烧过程中以等直径方式进行。碎屑炭、结构炭和未熔炭由惰性组演变而来,它们的燃烧服从于等密度方式或混合型方式。     

从含硫废气中回收元素硫

在适当反应条件下,含硫烟气可用炭作还原剂将SO_2还原为元素硫回收。产物硫是一种高纯度的淡黄色晶体,经X衍射分析,知其属正交晶系,反应尾气中除含有痕迹量未反应的SO_2外,还含有H_2S、COS、CS_2等多种副反应生成气体。讨论了抑制副产物生成的方法。