低温热解强化煤粉磁选脱硫效果的实验研究

采用自制热解装置对北宿煤进行热解,此装置与传统热解装置相比具有处理量大和操作简便等优势,能够与磁选实验相结合,热解温度400 ℃～700 ℃,氮气流量0.1 L/min,保温时间为30 min,主要研究热解温度对煤粉磁选脱硫效果的影响.结果表明:适当提高热解温度对磁选脱硫是十分有利的,且500 ℃时效果最佳,热解后半焦与原煤相比磁选脱硫率提高近40%;利用XRD分别对原煤、500 ℃半焦及半焦磁选后的精煤进行分析,发现半焦中有强磁性矿物磁黄铁矿(Fe1-xS)生成,精煤中已无黄铁矿,说明热解-磁选脱硫技术能够有效脱除煤中无机硫.依据GB/T215-2003分析试样中硫的形态,发现煤中有机硫含量高且以噻吩硫形式存在,给实现北宿煤低温预处理磁选高效脱硫造成了困难.     

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％。     

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。     

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。     

不动杆菌对高硫煤脱硫特性的条件优化

采用BBD（Box—BehnkenDesign）响应面法设计实验,利用实验室保存的菌株ND（Acin咖6口c衙sp．ND）研究了煤浆质量分数、菌种接种量、煤样粒度等因素对高硫煤中有机硫脱除率的影响。结果表明：菌株ND在煤浆质量分数20％、接种量50％（OD600=1．2）、煤样粒度0．125—0．097mm的条件下,经30℃,160r／min摇床培养8d后,高硫煤中有机硫脱除率达71．3l％;其中各因素对煤样有机硫脱除率影响的主次顺序为：煤样粒度〉煤浆质量分数〉接种量,煤样粒度和煤浆质量分数的交互作用显著,而煤样粒度与接种量及接种量与煤浆质量分数的交互作用不显著。最后通过对比脱硫前后煤样的红外光谱分析了有机硫的脱除机理,脱硫后煤的碳骨架变化小,但煤样的硫特征峰明显减弱,说明菌株ND能打断煤中S—O和-S-S-键,使之变为可溶性硫成分以实现有机硫的脱除。     

氧化预处理法提高煤中全硫脱除率的研究

采用Ｂｏｘ－Ｗｉｌｓｏｎ实验设计方法进行了用过氧化氢氧化预处理ＩｌｌｉｎｏｉｓＢａｓｉｎ煤（ＩＢＣ－１０８煤）和用甲酸除预处理煤中全硫的研究。实验中选用２了四个过程变量；氧化预处理阶段过氧化氢的用量、脱硫阶段温度、时间和甲酸用量。结果表明：Ｅ和过氧化氢对煤进行氧化预处理能明显提高煤的脱硫效果；煤中硫的脱除率随过氧化氢 增加而提高。在本实验条件下，煤中全硫的最大相对脱除率经为７４．２％，其中有机硫的     

煤炭高梯度磁选-浮选脱硫降灰试验

通过分析煤样性质,说明原煤中无机硫主要以硫化铁硫为主,有机硫较高,仅依靠物理方法很难达到理想脱除效果。通过煤粉高梯度磁选试验研究了磁介质、磁通密度、脉冲对煤炭磁选效果的影响。结果表明:聚磁介质选用不加铜套细网介质,当磁通密度为1.295 T,脉冲为25次/min时,煤粉湿法高梯度磁选脱硫效果最好,此时硫分为1.59%,精煤产率为85.44%,脱硫率为31.87%,脱灰率为38.17%,黄铁矿硫脱除率为45.02%。通过正交试验确定了最佳高梯度磁选条件为:煤粉粒度0.075 mm,磁通密度1.295 T,脉冲25次/min,可得到硫分1.35%,灰分10.37%的磁选精煤产品。最后对磁选精煤进行再浮选试验,得到最佳浮选条件为:石灰500 g/t,捕收剂1360 g/t,起泡剂90 g/t,可获得产率76.29%,硫分1.28%,灰分8.14%的精煤,产品脱硫率为57.73%,脱灰率为58.52%,黄铁矿硫脱除率为84.56%。采用磁选-浮选综合流程,煤粉基本达到理想的脱硫降灰效果,可作为煤种脱硫降灰技术方案的参考。     

氢气预处理对煤加氢热解脱硫的影响

在固定床反应器中,研究了氢气预处理对兖州煤和大同煤加氢热解脱硫的影响.煤样首先在200～400 ℃,2 MPa,氢气体积流量1 L/min下预处理30 min,再在650℃,2MPa,氢气体积流量1 L/min下进行加氢热解20 min.研究结果表明:同直接加氢热解相比,氢气预处理会降低半焦和水的收率,同时会使焦油收率和脱硫率增加.在直接加氢热解中,大同煤和兖州煤半焦中硫的质量分数分别是2.07%和1.07%;而经适宜的氢气预处理后,其硫的质量分数分别降至1.93%和0.55%,对兖州煤和大同煤而言,其适宜的预处理温度分别为250℃和350℃.     

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%.     

碱性体系中煤中有机硫的电化学脱除研究

以高硫煤为原料,用化学法将其无机硫脱除后,再以此作为电解煤样,在碱性条件下研究了煤中有机硫的电化学脱硫规律。讨论了电解电流、煤浆浓度、NaOH浓度等主要因素对煤中有机硫脱硫率的影响,并确定了适宜电解脱硫条件:NaOH质量浓度4.0mol/L,煤浆质量浓度0.04g/mL,反应温度70℃,电流强度1.0A,电解时间5h,获得了有机硫脱除率为32.50%的较好效果。     

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.     

Desulfurization of coal through pyrolysis in a fluidized-bed reactor under nitrogen and 0.6% O2-N2 atmosphere

The raw Yima (YM) and Datong (DT) coal, their demineralized (YM-ash, DT-ash) and de-pyrite (YM-p, DT-p) coals were pyrolyzed in a fluidized-bed reactor to examine the sulfur removal efficiency. The effect of process parameters such as temperature, residence time and atmosphere were investigated. The results show that there is an optimal temperature and residence time for the maximum desulfurization, varying with type of coal and the thermal stability of organic sulfur. The alkaline-earth mineral in the raw coal plays an important role for the fixation of sulfur and makes desulfurization decrease. The interaction of pyrite with the organic matrix of coal is the dominant reason that leads to organic sulfur accumulation in char. YM has higher desulfurization of organic sulfur than DT due to more aliphatic sulfur in the raw coal. YM and DT were pyrolyzed in 0.6%O₂-N₂ mixed atmosphere, aiming at examining the effect of reactive gas on the sulfur removal during pyrolysis. The results show that sulfur removal is improved without great decrease in char yield. This indicates that small amount of O₂ in inert atmosphere can improve desulfurization efficiency. In addition, TG-MS runs in 0.6%O₂-Ar and Ar were carried out to check the sulfur-containing compounds in pyrolysis gas and further understand the desulfurization process.     

高硫煤焦化过程气体返回耦合脱硫实验研究

通过模拟工业焦化过程,针对一种高硫煤考察了不同气体种类、气体流量及加热速率下,气体返回焦化过程对固体产物焦炭中硫含量变化及气相中H2S气体逸出行为的影响. 结果表明,焦化过程中通入H2, CH4和N2气体可以抑制热解气中的硫在逸出过程中返回到固体焦炭中,H2达到的焦炭脱硫量最大,其次是CH4和N2;气相中硫逸出行为表明,煤热解第一高峰阶段也是硫析出时的高峰阶段,800℃后均可达到总析出硫量的90%;增大气体流量、减小加热速率有利于使硫向气相转移,从而使固体焦炭中的硫分配降低;固体焦炭中硫含量变化亦表明,H2气氛下脱硫效果较佳,在空塔速度0.8, 1.3, 2.1 mm/s和3.0, 1.5℃/min两种加热速率下可使焦炭中硫含量分别降低0.36%~0.39%和0.46%~0.56%.     

化学预氧化对高硫石油焦煅烧脱硫的影响

对高硫石油焦采用化学预氧化再经高温煅烧(1 300℃)进行脱硫处理,并采用XRD和SEM对脱硫前后石油焦样品的结构和表面微观形貌进行分析表征。实验结果表明:常压室温下多种化学氧化剂脱硫效果比较,A酸-过氧化氢混合溶液对石油焦脱硫效果最好,其脱硫率达到20.72%;经A酸-过氧化氢混合溶液化学预氧化再高温煅烧(1 300℃)脱硫处理的石油焦的脱硫率相对直接煅烧或者只进行氧化脱硫处理的样品有显著提高,脱硫率可达55%;A酸-过氧化氢混合溶液化学预氧化处理不会破坏煅烧后石油焦存在的石墨雏晶结构,并且促使石油焦表面形成细微裂纹,这有利于煅烧时焦内部硫的逸出以及生产过程中煅烧石油焦原料与煤沥青的结合。     

新型钡基高温燃烧固硫剂的研究与应用

引　言燃烧脱硫技术是在高温燃烧过程中将煤中的硫转化为硫酸盐或硫化物 ,因而其固硫率与硫酸盐或硫化物的热力学形成过程密切相关 .据文献报道 ,ＣａＳＯ3和ＣａＳＯ4 分别在 10 0 4℃[1] 和 1195～ 12 14℃[2 ] 就已开始分解 .纯ＣａＳＯ4 在 12 5 0℃高温下的分解率为 85 % .纯ＢａＳＯ4 的分解温度为 15 80℃[3] ,大大高于ＣａＳＯ4 ,显示较高的热稳定性 .根据元素周期表递变规律 ,位于第 6周期的Ｂａ较位Ｆｉｇ .1　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｓｕｌｆｕｒｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ1—ｍａｉｎｆｒａｍｅｏｆｉｎ…     

煤与油页岩热预处理特性及对热解的影响

对比研究了神木煤和桦甸油页岩在150~400℃热预处理时的孔隙变化和挥发分析出规律以及热预处理对后续慢速升温热解反应产物的影响。结果表明,热预处理显著增加了油页岩的孔隙结构,其比表面积提高4倍、孔体积提高5倍以上,而神木煤的孔隙结构则减少了,特别是孔径大于1 nm的孔体积减少了近60%、比表面积减少了近80%,而其1 nm以下的孔则相对稳定,孔体积和比表面积分别只减少了10%左右。低于400℃时热预处理过程中除脱去吸附水外,其他挥发分也有一定析出,并以CO₂为主,另有少量CO,但挥发分总失重量不超过5%。固定床慢速升温热解研究表明,经热预处理后,油页岩的油产率最高提高了22.7%,而水和气的产率则相应降低,气体中CH₄增加而H₂降低。热预处理对煤的热解油产率影响不明显,但热解水产率降低而热解气产率增加且其中CH₄增多而H₂降少。     

硫酸铁氧化浸出脱除煤中硫研究

采用硫酸铁溶液氧化浸出法脱除贵州某矿煤中的硫,考察了硫酸铁溶液浓度、浸出温度、浸出时间及液固比对脱硫率的影响. 实验结果表明,在浸出温度100℃,浸出时间8 h,硫酸铁溶液浓度1 mol/L,液固比10:1时,能有效脱除煤中硫份,脱硫率达到48.56%. 脱硫前后煤样的对比分析结果表明,硫酸铁氧化浸出煤中硫的同时,不仅没有破坏煤中的有效成分,而且提高了煤样的热值,提升了煤的质量.     

Supercritical extraction and desulfurization of coal with alcohols

An investigation of extraction of coal with alcohols has been performed under a wide range of supercritical conditions. It was found that sulfur materials in coal were selectively removed from coal matrix. An empirical rate equation with first order kinetics can be used to fit the experimental data. The desulfurization selectivity ratio is between 2 and 4.4 for four coal samples studied. A pretreatment of coal with KOH solution demonstrated an enhancement of the desulfurization efficiency.     

褐煤干燥特性及产品特性研究

通过对内蒙古锡林浩特褐煤的热重分析可知,褐煤干燥过程约30 min,干馏过程约1.5 h。对不同粒径褐煤进行了干燥特性研究,说明+100,100～50,-50 mm原煤完全干燥分别需要4.0,1.0,0.5 h,粒径越小,煤样失重率越大,干燥速度越大,达到相同干燥效果所需的干燥时间也越短。最后分析了干燥温度对产品特性的影响,同时测试了干燥、干馏提质产品的自燃特性和复吸水特性,结果表明:与原煤相比,150,200℃产品挥发分分别提高了33.72%和31.13%,更易发生自燃,而550℃干馏过程中挥发分降低了30.89%,热稳定性大幅增加;150,200,550℃产品吸氧量分别提高了0.43,0.65,0.72 cm3/g;干燥产品燃点要低于原煤,而干馏产品燃点则高于原煤;干馏煤因改变了孔隙结构,最高内在水分降低,即复吸水的能力降低。因此,干燥提质产品与褐煤性质基本一致,而干馏提质产品性能则获得较大改善。     

煤热解动力学模型的建立

通过对煤热解反应动力学分析,基于分布活化能模型DAEM,建立了集总反应动力学模型表示煤炭热解过程。确定了可以预测热解产物组成、分布与热解终温和升温速率关系的动力学方程。结果表明：随热解温度升高,各种挥发分产物析出率越来越接近最大产率;半焦C含量增加,但产率下降,H,O,N和S等元素降低。升温有利于提高半焦脱硫率、脱氮率。温度为600℃左右时,除H2外的大部分挥发分基本析出,半焦元素变化幅度减小。热解终温较低且一定时,较慢的升温速率有利于各热解挥发分最大限度析出。秦丽娜