煤热解过程中硫的析出规律研究进展

总结了我国煤炭中各种形态硫的赋存规律,及其在热解过程中无机硫与有机硫变迁规律的研究现状,比较不同气氛下各种硫的析出,指出富氢气体在煤炭热解脱硫方面应用前景广阔。     

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.     

煤热解过程中氮、硫析出形态的研究进展

综述了煤中氮、硫元素的赋存形态及其在煤热解过程中析出形态的研究进展，讨论了温度、压力和煤阶等因素对氮、硫在热解产物中赋存形态的影响，同时给出了一些含氮、硫化合物的可能生成途径。指出应大力加强煤热解过程中氮、硫析出形态的研究，以实现煤的洁净利用。     

直接测定煤中有机硫的方法评述

本文对近年来发展起来的直接测定中有机硫含量和形态的各种方法进行了评述，并对各种方法的机理，优缺点进行了分析、比较、最后提出了今后的研究方向。     

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。     

煤慢速升温热解过程中冠醚对硫脱除率的影响

在固定床反应器中研究了团柏煤中硫在氮气气氛下随温度、停留时间的变迁规律,并考察了煤慢速升温热解过程中添加18-冠-6或二苯并-18-冠-6对硫脱除率的影响。结果表明:在煤热解过程中添加18-冠-6或二苯并-18-冠-6都有利于总硫的脱除;当热解温度大于550℃时,相同条件下添加二苯并-18-冠-6时总硫的脱除效果明显优于添加18-冠-6;在煤热解过程中,添加二苯并-18-冠-6也可提高有机硫的脱除率;当热解温度小于650℃时,添加18-冠-6或二苯并-18-冠-6,同时可明显提高黄铁矿硫的脱除率。通过对热解半焦进步的脱附实验和孔结构分析,发现在原煤热解过程中,添加18-冠-6或二苯并-18-冠-6,可以使半焦平均孔径变大。     

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.     

正丙醇脱煤中有机硫的研究

对重庆市涪陵高硫煤在正丙醇溶剂中的脱有机硫规律进行了研究．采用单因子法考察了粒径、煤浆溶剂体积与煤样质量比、时间及温度等因素对脱硫的影响,优选出正丙醇脱除原煤中有机硫的最佳条件为：煤粒粒径100目～120目,煤浆溶剂体积与煤样质量比为16,反应时间为90min,反应温度为30℃,在最佳条件下,测得煤样的有机硫脱除率在42．82％～60.70%之间。     

高硫强粘结性煤高温热解脱硫的研究

就高硫强粘结性煤与生物质在回转炉内共热解。研究了热解温度和煤种对无机硫脱除率、有机硫脱除率、硫和氮含量的影响。结果表明,随着煤化度的增高,脱硫和脱氮率降低,１２００℃左右脱硫和脱氮率明显增大,１６００℃煤中无机硫脱除率达９３％￣９８％,有机硫脱除率达８０％￣９５％,煤和生物质脱氮率达８５％￣９３％。     

高有机硫煤燃烧固硫的研究

以高有机硫煤──贵定煤为研究对象，以ＣａＯ，ＣａＣＯ＿３为固硫剂，对影响固硫作用的温度、Ｃａ／Ｓ摩尔比、固硫剂比表面等因素进行了研究。发现：有机硫析出温度低，过程短。确定燃烧固硫最佳条件，应充分考虑煤中硫的赋存形态和固硫剂的性质。实验表明，ＣａＯ固硫的最佳工况条件是炉温为９５０℃，Ｃａ／Ｓ＝３；ＣａＣＯ＿３固硫的最佳工况条件是炉温１０００℃，Ｃａ／Ｓ＝３。     

煤中氯的赋存形态与释放特性的研究进展

从煤中氯的赋存形式、测定方法、释放特性和控制技术等方面,对国内外的煤中氯研究现状进行了评述。到目前为止,氯在煤中的赋存形式仍未有统一的结论,但都认为燃烧过程煤中氯主要以氯化氢的形式释放,将对燃烧设备燃烧区、加热器等部位产生腐蚀并污染环境。研究结果表明采用洗煤技术可以有效降低煤中的氯含量。     

应用XPS研究煤中有机硫在脱硫时的存在形态

应用Ｘ－射线光电能谱（ＸＰＳ）研究了几种煤中有机硫在脱硫过程中的存在形态。通过模型化合物（ｍｏｄｅｌｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）中硫的２Ｐ层电子的ＸＰＳ结合能，可用来估算煤中硫的归属，如硫醇，硫醚及噻吩类硫，南桐东林煤中有机硫以噻吩型硫为主，亦存在少量硫醇以醚型硫，兖州北宿１６层煤则以噻粉硫硫氧化合物的为主，用乙醇超临界抽提及高能辐射处理２种煤样，均能脱除一定量的有机硫，初步认为乙醇超临界提法能脱除煤中硫     

煤等离子体裂解制乙炔的研究

煤在等离子体中裂解可得到以乙炔为主要成分的裂解气。本文介绍了该工艺的原理、反应器结构、主要影响因素和工艺开发中的若干问题等。到目前为止已投入运转的最大反应器，其功率已达１．２５ＭＷ，加煤量４５０ｋｇ／ｈ以上。以碳计算的乙炔转化率约３０％～４０％，个别数据更高；最低能耗为９～１０ｋＷｈ／ｋｇ乙炔。     

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．     

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．     

高硫煤中形态硫的热解迁移特性

对西北地区石炭纪高硫煤进行热解实验,考察了热解温度(200℃～1 000℃)和热解停留时间(20min～100min)对煤中形态硫的迁移特性的影响,并通过FTIR分析了热解过程中半焦的结构变化情况.研究表明,高硫煤中全硫随热解温度的升高先减小后增大,在600℃时达到最低;硫酸盐硫的含量较低,维持在0%～0.5%之间;硫化铁硫随着热解温度的升高逐渐减小;有机硫随热解温度的升高先减小后增大,在500℃时达到最低.无机硫脱除率高于有机硫脱除率.煤热解过程中氧和硫等杂原子官能团在半焦中不断减弱.     

硝酸预处理对正丙醇脱除煤中有机硫的影响

用1:4硝酸脱除无机硫后,通过正交实验确定了1:1正丙醇水溶液脱除涪陵高有机硫煤的最佳条件.分析了煤样的粒径、溶浆浓度、萃取时间及萃取温度对有机硫脱除率的影响.结果表明:用1:4硝酸脱除无机硫后,1 : 1正丙醇水溶液对高硫煤中有机硫的脱除率高,反应条件温和,容易实现.最佳脱硫条件为:煤样粒径0.12 mm,煤浆浓度0.083 g/mL,萃取时间90 min,萃取温度87 ℃,煤样的有机硫脱除率最高可达52.29%.