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%。     

鉴定煤中有机硫类型的方法研究

应用XPS（X射线光电子能谱）法研究了几种煤中有机硫在脱硫过程中的存在形态.通过模型化合物中硫的2P层电子的XPS结合能,用来估算煤中硫的归属,如硫醇、硫醚有噻吩类硫;并研究了兖州煤显微组分中有机硫的存在形态稳定组中含有大量的硫砜、硫醚含硫化合物;镜质组中硫砜、硫醚及脂肪族矿化物含量相当;惰性物中噻吩型硫约占有机硫的一半.应用硫分子特征光谱,设计了无火焰光化学检测仪,对4个煤样进行了检测.结果表明,该方法能对有机硫类型进行判定和定量,并有好的再现性.     

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。     

基于XPS的微波脱硫前后煤中硫形态的变化研究

论文采用X射线光电子能谱(XPS)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:煤中硫主要以噻吩类、砜(亚砜)类、硫醇(硫醚)以及硫酸盐类矿物质的形式存在,经过微波脱硫后煤的总硫及有机硫含量都出现下降。在所有含硫基团中噻吩类硫所占相对含量降低,由69.26%下降至18.10%;亚砜类硫相对含量有所增加;硫酸盐类硫相对含量显著增加,由8.58%上升至48.18%。煤中硫元素有向氧化态转化的趋势。     

陕西铜川矿区石炭纪煤中硫的赋存状态研究

选取陕西铜川矿区王石凹、金华山、东坡、鸭口4个煤矿的原煤进行煤质分析及测定煤中全硫、形态硫,并借助红外光谱分析和X射线光电子能谱分析(XPS)对煤中硫的分布情况进行表征。结果表明:陕西铜川矿区煤中硫含量为中高硫或高硫,其煤中硫以有机硫为主,煤中无机硫主要为黄铁矿。有机硫主要以硫醇、硫醚、二硫醚和噻吩硫的形式存在,另外还以少量的亚砜和砜的形式存在。     

煤微波脱硫介电性质变化及其影响因素

为明确高硫煤微波脱硫前后介电性质变化及影响因素,选用微波频率2.45 GHz与HAc-H2O2协同法进行了脱硫试验,并采用XRD与XPS对试验前后煤样的成分进行了分析表征,根据表征出的成分筛选出相应模型物,利用传输反射法测定了煤样及筛选模型物在0.5¹8 GHz频率范围的介电常数。试验结果表明:试验前后煤的介电性质在918 GHz频率范围的介电常数。试验结果表明:试验前后煤的介电性质在9¹2 GHz和1312 GHz和13¹8 GHz频率范围内存在较明显差异,试验后煤样的复介电常数实部和虚部出现了不同程度地降低;煤和筛选模型物的复介电常数测定反映矿物组分在1318 GHz频率范围内存在较明显差异,试验后煤样的复介电常数实部和虚部出现了不同程度地降低;煤和筛选模型物的复介电常数测定反映矿物组分在13¹8 GHz范围对煤样介电性质影响较明显,以固态小分子硫醇硫醚、硫砜及噻吩类化合物为代表的有机硫组分则集中在918 GHz范围对煤样介电性质影响较明显,以固态小分子硫醇硫醚、硫砜及噻吩类化合物为代表的有机硫组分则集中在9¹2 GHz对煤样介电性质有影响,但程度相对较弱;筛选的有机硫模型化合物与微波耦合能力为:(亚)砜>硫醇硫醚>噻吩,与利用material studio软件计算出的分子偶极矩大小变化一致,符合分子偶极矩越大对微波响应越强的一般规律。     

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。     

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。     

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。     

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。     

沁能焦煤中各形态硫热解迁移规律研究

为探索炼焦煤中硫的存在形态及各形态硫的迁移变化规律,研究了山西沁能焦煤在停留时间30 min,热解终温为450~950℃条件下煤中全硫及各形态硫热解脱除规律,采用傅里叶红外光谱及X射线光电子能谱对原煤及焦样中有机硫化物具体形态及相对含量进行了分析。结果表明,煤样中有机硫化物可分为硫醚、含硫氧化物、二硫化物及Ar—S类硫化物(芳香族类及噻吩类硫化物)4类;热解过程中全硫脱除率升高主要是由于各类有机硫化物分解析出,硫化铁硫对全硫脱除贡献率有限;热解过程中,煤中各类有机硫化物间存在相互转化的现象。     

山西阳煤二矿无烟煤元素赋存特征的XPS研究

采用X射线电子能谱解析山西阳煤二矿无烟煤碳、氢、氧、氮和硫的赋存特征。结果表明：山西阳煤二矿无烟煤中碳的主要赋存形式为芳香碳和脂肪碳,碳碳单键的含量最高占82.34%,无烟煤存在大量烷基侧链,醚基氧和羟基氧占氧元素的82.51%。氮元素主要以吡咯氮和吡啶氮等有机氮形式存在,其中大部分存在于煤分子边缘;硫元素主要存在形式为有机硫,噻吩、砜和亚砜分别占35.34%和32.3%,硫醇和硫醚占3.39%,无机硫占25.97%。     

煤含硫模型化合物的介电响应特性及其对微波脱硫的影响

为揭示煤炭微波脱硫中的微波作用机制,利用传输反射法分析了煤中含硫与不含硫模型化合物的介电特性以及含硫模型化合物对净煤样介电性质的影响,并在微波联合氧化助剂条件下研究了其介电特性对脱硫率的影响。结果表明:含硫模型化合物的介电常数实部ε'、虚部ε″和损耗角正切tanδ均大于结构相似的不含硫模型化合物,其中二苯二硫醚、二苯并噻吩砜、二苯砜具有自己的特征峰位,因此可以通过调节微波频率实现煤中含硫组分的选择性加热;当净煤样负载含硫模型化合物后,混合样品的ε'发生了较显著的变化,而ε″和tanδ与净煤样相差不大,但在混合样品的ε″和tanδ变化曲线中明显出现相应模型化合物的特征峰,因此可以通过调节微波频率实现高有机硫煤的选择性脱硫。脱硫实验结果表明在微波联合氧化助剂的条件下,ε″和tanδ高的硫醚类的脱硫率明显大于噻吩类,且二硫醚更易于被氧化脱除。     

高硫煤电解催化氧化对煤质的影响

摘要:以山西石坷节煤样为原料,利用红外光谱 (FT-IR)和热失重分析(TG)等主要测试技术研究了煤在酸性条件下电化学催化氧化脱硫对煤质的影响。试验结果表明,电化学催化氧化后煤中硫含量显著减少,全硫脱除率82.5%,其中无机硫脱除率高达90%,有机硫脱除率为50.5%。这表明电化学反应可以使煤样中的硫分有效脱除,此外还脱除煤中大量的矿物质,降低了灰分含量,并且使煤的燃烧性能变好,提高了精煤的发热量。论文还讨论了煤的电化学脱硫机理。      

氢气气氛下煤炭微波脱硫初步探究

以炼焦煤精煤为研究对象,研究氢气气氛下煤炭的微波辐照脱硫,考察了辐照时间对脱硫率和黏结性的影响。结果显示:煤样的脱硫率随着辐照时间的延长而增高,黏结性指数总体上呈增大趋势。形态硫测定发现,煤中硫铁矿硫含量由0.35%下降到0.09%,降低了74.29%,有机硫含量由2.4%下降到2.27%,降低了5.42%,硫酸盐硫含量基本不变。红外光谱分析发现,辐照后煤样含硫化合物降低,富氢的中小分子化合物含量增加。     

谈谈煤中硫对锅炉的危害

硫是煤中有害杂质.按形态分,煤中硫可分为有机硫(S0)和无机硫两大类:无机硫又可分为硫铁矿硫(Sp)和硫酸盐硫(Ss)两种;煤中有时也含有微量元素硫.各种硫分的总和称为全硫(St),其中有机硫、硫铁矿硫和元素硫均参与燃烧,称为可燃硫.硫含量越高,碳、氧含量相应下降,煤的发热量越低.     

煤中硫的研究现状

燃煤过程中释放出的硫化物等,会对环境造成严重影响,如何控制硫化物污染是洁净煤技术的核心问题。作者分析总结煤中硫的赋存状态、地质成因煤层中H2S成因的基础上,把二者的成因模式结合起来,认为;低硫煤、特低硫煤中黄铁矿的形成是生物降解作用的结果,而与硫酸盐关系不大;我国煤中全硫含量及噻吩硫在煤中的比例．随变质程度的增高而增高。导致这种现象的一个原因可能是：煤的变质过程中,由不稳定的有机硫和黄铁矿等降解产生的硫化氢与有机质再次反应生成噻吩硫,而噻吩硫比较稳定,不易分解。     

高硫炼焦煤介电性质研究

为确定典型高硫炼焦煤种在不同条件下的电磁特性,获知其波能吸收频率范围,为微波脱硫条件选择提供依据,利用传输反射法在0.2～18.0 GHz频率范围内扫频测定山西高硫炼焦煤介电常数,考察密度、粒度、矿物质等影响因素。结果表明,原煤介电常数实部 ε′随频率的增大略有下降,虚部ε″随频率的增大先减小后增大,在15.619 GHz达到峰值;损耗角正切tan σ在15.664 GHz处有峰值;煤中高岭石含量增加,ε′,ε″均增大,方解石对介电性质基本没有影响,石英介于二者之间;在0.2～10.0 GHz,ε′随粒度的增大而增大,ε″随粒度的增大而降低。密度大于1.8 g/cm 3的煤样,ε′,ε″明显高于其他密度级煤样,灰分高的煤样介电常数高于灰分低的煤样。     

乌海肥煤硫分分布特性研究

选取乌海肥煤作为研究对象,先后运用筛分、大浮沉试验手段,对煤样进行粒度级与密度级的分级,并测定各分级产物中硫的含量。对不同粒级和不同密度级煤样中硫分的分配规律进行了研究,得到了该煤种硫分的分配率曲线,并在对曲线分析的基础上,得到了乌海煤中硫分布规律:不同粒度级煤中随着密度级的变化,硫含量变化趋势不同,含硫高的粒度级煤中硫含量变化规律接近指数函数;含硫量低的,硫含量在各密度级中变化平缓,呈一元二次函数变化。为该煤种的脱硫分选提供了可靠的理论依据。     

乌海肥煤硫分分布特性试验研究

 选取乌海肥煤作为研究对象。先后运用筛分、大浮沉试验手段,对煤样进行粒度级与密度级的分级,并测定各分级产物中硫的含量。对不同粒级和不同密度级煤样中硫分的分配规律进行了研究,得到了该煤种硫分的分配率曲线,并在对曲线分析的基础上,得到了乌海煤中硫分布规律：不同粒度级煤中随着密度级的变化,硫含量变化趋势不同,含硫高的粒度级煤中硫含量变化规律接近指数函数;含硫量低的,硫含量在各密度级中变化平缓,呈一元二次函数变化。为该煤种的脱硫分选提供了可靠的理论依据。