高硫煤加氢热解脱硫研究

在常压固定床上,温度450—750℃,氢气流速300—900 mL/m in和升温速度15℃/m in的实验条件下,对沟底高硫煤加氢热解脱硫的影响因素进行了研究。实验结果表明,适当增加氢气的流速,提高反应最终温度和延长停留时间,对高硫煤加氢热解脱硫效率的提高和降低残留物中的硫质量分数都是有利的;利用气相色谱研究了硫化氢气体的逸出规律,随着热解温度的提高,硫化氢气体逸出曲线表现为2个峰。研究认为,高温峰源于硫铁矿和噻吩类含硫化合物中硫的脱除,而低温峰源于脂肪族含硫化合物硫的脱除。煤脱硫反应的热力学也表明,随热解温度升高煤加氢热解脱硫分为2段。     

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.     

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。     

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％。     

煤热解中有机硫的变化

煤中的硫给煤的加工利用带来麻烦,对环境造成污染。本文对迄今为止研究较少的有机硫考察了其在热解中的变化。所用原料煤为兖州和东林两种高硫煤,先用1:7硝酸脱除全部无机硫。通过管式加热炉热解试验发现可脱除的有机硫分布,对兖州燥:400℃前23%,400～500℃14%,500～900℃10%,合计57%;对东林煤,分别为10%,9%和26.5%,合计55.5%。脱除的硫主要以硫化氢形式析出。本文还讨论了热解脱硫机理和有机硫的结构。     

高硫煤热解脱硫技术研究现状

归纳了煤中硫赋存形态,阐述了热解脱硫研究的意义;根据热解过程脱硫方式,将热解脱硫分为不同气氛下热解脱硫和添加物共热解脱硫。不同气氛下热解脱硫方面,分析了惰性、氧化性、还原性3种气氛下热解脱硫效果,结果表明,还原性气氛下脱硫效果最佳,且被脱除的硫多以H2S形态逸出;炼焦煤热解形成焦炭,还原性氢仅与表面含硫化合物反应,脱硫效果有限,因此难以工业化应用。添加物共热解脱硫方面,分析了有机和无机添加物共热解的脱硫效果,结果表明,某些有机和无机添加物与煤共热解时具有脱硫效果,但对于脱除哪类形态硫及各形态硫脱除机理研究甚少;最后提出了热解脱硫技术研究的可能性方向。     

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℃.     

有机酸脱除热解焦炭中硫的实验研究

原煤中FeS₂热解转化后的主要产物是FeS,它是原煤所制备的洁净煤燃烧后排放SO₂的主要来源。本研究提出采用有机酸脱除焦炭中硫的方法,通过分析纯FeS溶解实验选取了几种溶解效果较好的有机酸,考察了有机酸种类(草酸、柠檬酸、乙酸)、有机酸浓度(0.1 mol/L～1 mol/L)、煤阶(无烟煤、烟煤)对热解焦炭硫脱除率的影响规律。结果表明：草酸、柠檬酸、乙酸对FeS的溶解效果较好,FeS在三种有机酸溶液中的溶解量约为在相同浓度盐酸溶液中的溶解量的1/3。采用高温管式炉对煤样进行热解,使挥发分完全释放、形成焦炭,煤中FeS₂转化为FeS。依据GB/T 214-2007,使用库仑定硫仪测量焦炭中硫含量。将1 g焦炭置于25 mL酸溶液中,浸泡8 h后用蒸馏水洗净,烘干,再测量其中硫含量。在高硫无烟煤和烟煤的热解焦炭硫脱除实验中,草酸对硫的脱除率最高,其次分别是柠檬酸、乙酸。0.25 mol/L的草酸对高硫无烟煤热解焦炭中硫的脱除率为8.1%,对高硫烟煤热解焦炭中硫的脱除率为11.8%。增加有机酸浓度至0.5 mol/L,焦炭中...     

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.     

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。     

煤用熔融氯化锌加氢裂解成轻质馏分油

熔融氯化锌可以使煤迅速加氢裂解,产生高辛烷值汽油,也可以脱除含氮、氧和硫的杂质,这样使煤液液体产物中的氮和硫比其它的煤直接液化法得到的相应馏分中的氮和硫要少10～100倍。熔融氯化锌加氢裂解法由于除掉含氮物和多环芳     

高硫炼焦煤中硫元素在热解过程中的迁移规律研究

为探索炼焦煤中硫元素在洗选和热解过程中的迁移规律,选择3种典型炼焦煤,首先研究洗选过程中硫元素的迁移规律,然后在得到洗精煤的基础上,利用1 kg热解试验装置,研究热解过程中炼焦精煤的全硫、黄铁矿硫、硫酸盐硫和有机硫的迁移规律。结果表明,煤炭洗选过程中主要脱除原煤中的黄铁矿硫,在热解过程中,700℃以前,黄铁矿硫脱除较为明显,700℃以后,有机硫脱除更加突出。此外,在高温区域还存在黄铁矿硫、脂肪类硫化物等向噻吩类硫转化的现象。     

神华煤直接液化工艺中硫元素的转化

为降低煤炭利用过程中硫排放,通过讨论神华煤直接液化过程中硫元素在原料、催化剂助剂、中间产品、成品油产品、三废中的存在形态及含量变化,分析了煤炭中硫元素经煤气化反应、变换气净化和煤液化、加氢稳定、加氢改质三级加氢反应的转化和脱除机理及效果,并通过DCS数据采集和现场采样分析化验,对神华鄂尔多斯煤直接液化项目全流程硫平衡进行了测算。结果表明,脱硫后生产出的低硫清洁油品完全达到国V标准,可以大幅降低汽车尾气的SO2排放;煤直接液化工艺将注入的硫与煤中的部分硫转化成硫磺,以硫磺形态回收38.43%的硫元素并循环利用,同时将无法回收利用的硫元素转化到煤液化油渣和灰渣中集中处理,防止污染环境。     

不同焦煤中硫的赋存形态及热解气体逸出分析

采用XPS方法分别表征了低、中、高硫炼焦煤的硫赋存形态及分布,并利用TG-MS技术分析了三种煤的失重过程、主要气体和含硫气体的逸出情况.结果表明,三种焦煤的硫形态存在明显差异,中高硫煤中的无机硫比例显著高于低硫煤,噻吩类和亚砜类硫比例低于低硫煤.三种煤的失重过程大致相同且可分为释水及吸附气体的脱除、活泼热分解和二次热解三个阶段.焦煤在热解过程中不同含硫气体的逸出差异较大,但其与原煤中原有硫的形态和总量关系密切.     

神府煤热解中试过程中硫、氮迁移分布探讨

在低阶煤新型热解工艺中试研究的基础上,探讨了不同温度条件下煤热解过程中硫、氮在半焦、焦油、煤气三大产品中的迁移分布情况。研究结果表明:煤中硫、氮的迁移直接受热解温度、煤阶以及硫、氮在煤中的赋存形式的影响;热解终温达到500℃后,硫的产物分布趋于稳定,大部分硫主要滞留于半焦中,焦油中硫的分布较少;热解终温达550℃时,有半数左右的氮仍滞留于半焦中,释放出的含氮产物中,HCN和NH_3所占的比例较少,大部分以焦油氮和N_2的形式分布于热解产物中。     

快速热解在高硫煤燃烧前脱硫中的应用可行性研究

分析了快速加氢热解法的脱硫试验结果,论证了该工艺方法在煤燃烧前脱硫的应用可行性问题,并与加氮热解技术进行了对比,指出煤快速加氢热解法对于某些品种的煤,对于除去其中难以用洗选和物理方法去除的有机硫是很有效的．     

克劳斯法制硫的尾气净化

近年来对于环境保护的要求日趋严格,克劳斯法制硫装置广泛采取了尾气处理措施。这些措施主要有三:1.尾气中的硫化氢与二氧化硫制成硫磺;2.将尾气中的硫和硫的化合物全部还原为硫化氢,再将硫化氢脱除;3.将尾气中的硫和硫的化合物全部氧化为二氧化硫,再将二氧化硫脱除。     

过热蒸汽下煤系黄铁矿磁性强化研究

对西山煤电集团煤样进行热处理实验研究,在高温水蒸气气氛下、热解温度在400～700℃之间,利用自制热解装置热解预处理煤样,预处理后的煤样用自制PM—C30型圆筒磁滤器磁选脱硫研究,主要研究热解温度对煤粉磁选脱硫效果的影响。发现提高热解温度对磁选脱硫效果有利,在500℃时脱硫效果最好,此时的脱硫率为56．86％,与原煤脱硫率相比提高了40．49％;对于西山煤来说,热解一磁选脱硫技术能够有效脱除无机硫,但是对有机硫脱除效果不佳。     

煤液化残渣中硫的迁移和转化研究现状及展望

为了解煤液化残渣利用过程中,硫化物迁移和转化规律,介绍了煤液化残渣中硫的来源及分布,总结了煤液化残渣在加氢液化、气化制氢、热解、燃烧等过程中硫化物的迁移和转化过程及影响因素,并对煤液化残渣中硫的迁移和转化的研究前景进行展望。结果表明,无机硫逐渐向有机硫转化,H2S是转化过程中的重要介质;H_2S、CS_2、SO_2等气态硫化物是煤液化残渣利用过程中的主要气态副产物;部分硫化物转化为大分子有机硫进入二次产品,影响产品质量和使用效果。为了合理有效地利用煤液化残渣,需寻找残渣中无机硫转化为单质硫或大分子有机硫的新方法,循环利用气体硫化物,开发新型煤液化催化剂,减少单质硫助剂使用量。