中低温热解对褐煤脱硫率及半焦中硫含量的影响

以内蒙古锡林郭勒盟褐煤为原料,借助于煤热解制备出民用洁净低硫褐煤半焦,考察了热解温度、升温速率、恒温时间及煤粒粒径等工艺条件对所制备的褐煤半焦中总硫、有机硫及无机硫含量的影响。实验结果表明:在500～800℃热解温度范围内,褐煤半焦中总硫含量随着热解温度的增加呈现先减小后增加的趋势,热解温度为700℃时褐煤半焦中总硫质量分数达到最低值(0.98%);热解升温速率越慢,越有利于褐煤中硫的释放,升温速率为10℃/min时褐煤中硫释放程度最大(脱硫率为67%);热解恒温时间过短或过长都会影响煤中硫的脱除,最佳热解恒温时间为60 min;随着煤粒粒径的增大,热解过程中传质阻力增加,不利于煤中硫的脱除,粒径≤0.2 mm时褐煤半焦中硫含量最低。     

沈阳红阳三矿煤中硫的赋存状态

分析了沈阳红阳三矿煤中各种硫分、灰分和不同密度级的全硫,并研究了硫分与粒度、硫分与密度、硫分与灰分及硫分布率与密度等的关系·指出无机硫占煤中全硫质量分数的7739%,是该煤中硫的主要形态;煤中硫的分布是均匀的,不随粒度、密度、灰分的变化而变化;煤样中黄铁矿呈细小颗粒浸染于煤有机质中,用常规方法脱除比较困难;有机硫的质量分数约为20%,且目前还没有很好的脱除方法,故暂不考虑其脱除问题·     

澳大利亚小桉树快速热解研究

阐述了西澳小桉树快速热解制油的工作原理,以及温度(350～580℃)、原料粒度(0.18～5.6mm)、原料预处理(碱金属和碱土金属的脱除)对桉树木质部分快速热解产物的产率和生物油性质的影响。在热解反应前,生物质原料经过粉碎和研磨,最终被筛分到几个特定的粒度范围内,部分生物质原料经过水洗和酸洗以脱除其中碱金属和碱土金属(AAEM)。结果表明,热解温度和原料颗粒大小对热解产物的产率影响较大,原料颗粒大小对生物油的水含量起决定作用。实验还发现,在生物油产率最高的温度范围内(450～475℃)制得的油中,由木质素衍生来的聚合物的含量最高,同时生物油具有最高的黏度;经过彻底脱除AAEM的生物质原料热解制得的油也具有较高的黏度。因此,考虑到生物油的最终用途以及其对油的品质要求,生物质热解不仅要考虑产率,更要关注生物质油的性质和化学组成。     

影响煤热解脱硫效果的一些关键因素研究

燃烧或加工前脱除煤中的硫是一个长久以来的探索目标,然而至今没有经济有效的生产工艺可以脱除煤中所有的硫。热解不但能脱除煤中的无机硫,而且能脱除大部分的有机硫。热解后硫含量较低,且大部分是非污染性的不可燃硫,在燃烧过程中残留在灰中,不产生污染,是一种洁净燃料。因此,煤的热解作为一种有效和廉价的燃前脱硫预处理工艺越来越受到研究者的重视。     

真菌脱除煤炭中硫的实验研究

通过摇瓶浸出实验, 研究了pH值、温度、煤浆浓度和煤粒粒度等因素对真菌脱除煤炭中硫的影响, 并对上述因素进行正交试验. 研究结果表明, 在煤炭脱硫过程中pH值、温度、煤浆浓度、煤粒粒度对真菌脱硫效率有显著影响;得出真菌脱硫的适宜条件是: pH值为6, 温度为45 ℃, 煤浆浓度为15%, 煤粒度为160 μm. 在上述适宜条件下, 真菌脱硫在2 d内最高可脱除煤中44.96%全硫和54.87%的无机硫, 且随着时间的延长, 降解效果提高, 脱硫率稳定.     

不同热解温度及材料来源的生物质炭对水中硝氮的吸附作用研究

采用批次实验方法研究了热解温度和生物质材料来源对制备的生物质炭吸附水体中硝氮吸附特征的影响。结果表明,准一级动力学方程对生物质炭吸附硝氮的动力学过程的拟合效果最好;生物质炭吸附硝氮的热力学过程符合线性分配方程。生物质炭对硝氮的吸附机制以物理吸附为主,多种吸附机制为辅,且各生物质炭对硝氮均具有很好的吸附能力;虽然热解温度和材料来源对吸附速率和吸附能力具有一定的影响,但是并不改变其吸附机制。热解温度越高,生物质炭对硝氮的吸附越易发生而且吸附量越大;不同原材料制备的生物质炭中,玉米秸秆炭对硝氮的吸附量最大,其次为树枝炭。     

化学精煤制备的研究

采用ＮａＯＨ／ＨＣｌ处理脱除煤中矿物质及硫是一种制备化学精煤的有效。对帮物质与硫脱除的影响因素及脱除机理进行了探讨，指出了碱处理温度的影响最为显著，其次是碱浓度，煤的粒度，液固化及反应时间也有不同程度的影响。     

热解及燃烧过程中燃料氮的N2转化特性

利用气相色谱设备实验研究了国内4种煤在热解及燃烧过程中煤中燃料氮向N2的转化特性.研究结果表明:在煤的热解过程中,燃料氮能够转化为N2,煤种不同,N2的转化率也不同;神木煤氮的N2转化率最高,焦作煤最低;随热解温度的升高,燃料氮的N2转化率升高;在煤燃烧过程中,燃料氮同样能够转化为对环境无害的N2,转化率同样与温度有关且随着温度的升高而增加,但当燃烧温度达到1 100℃时,除神木煤外,其他煤中燃料氮的N2转化率均有明显下降;无论是热解还是燃烧,所研究煤中的矿物质均能够促进燃料氮向N2的转化;无论脱灰与否,低温燃烧时燃料氮的N2转化率远比低温热解时高,但在1 100℃下的热解与燃烧时,N2转化率与煤种有关.     

水洗对准东煤煤质特性影响的实验研究

针对准东煤由于灰中Na含量过高,燃用中会出现严重的积灰问题,在对准东煤中碱金属赋存形态进行研究的基础上,着重研究了水洗温度和时间对准东煤Na脱除量及热解燃烧特性的影响。研究表明,3种典型的准东煤中Na主要以水溶形式存在,水洗可以有效脱除Na,且脱除量与水洗温度和时间密切相关。水洗后煤热解特性指数减小,20、40℃水洗使热解提前,焦炭产量增加,挥发分产量减少,而60℃水洗则相反。水洗使燃烧TG、DTG(热质量损失、热质量损失率)曲线向高温区偏移,燃尽温度和最大燃烧温度升高,最大燃烧速率减小,燃尽时间延长,燃烧特性变差。动力学分析表明,水洗使煤热解第一、三阶段表观活化能减小,第二阶段表观活化能增大,使燃烧表观活化能、指前因子和燃烧反应速率常数减小。Na对煤样热解燃烧存在催化作用,且存在最佳Na含量使催化作用最强。     

Fe_2(SO_4)_3氧化脱除煤中无机硫的研究

以3种高硫煤为对象,考察了反应温度、反应时间、Fe2(SO4)3溶液浓度和原煤粒度等因素对Fe2(SO4)3溶液热处理脱硫效果的影响,并对脱硫前后原煤理化性质的变化进行了研究。结果表明:在Fe2(SO4)3溶液浓度为1mol/L,反应温度为90℃,反应时间为4h,煤粒度小于0.096mm的条件下,原煤中黄铁矿硫的脱除率高达67%,而煤中的有机硫含量并无明显的变化;升高反应温度,增加Fe2(SO4)3溶液浓度,延长反应时间以及减小原煤粒径均可在一定程度上提高原煤的黄铁矿硫和全硫的脱硫率;经Fe2(SO4)3溶液处理后原煤的黏结性均出现了不同程度的下降,其中新峪煤完全失去了黏结性;Fe2(SO4)3溶液脱除原煤中无机硫主要是通过Fe3+的强氧化性将黄铁矿硫氧化为SO2-4进而脱除。     

中国煤中有机硫赋存状态、地质成因的研究

有机硫以化学键的形式结合于煤的有机分子之中 ,由于其组成复杂和研究手段的局限性 ,关于煤中有机硫化合物的类型结构和丰度的细致研究仍是一个令人棘手的问题。本文详细讨论了有机硫的赋存状态、结构、形成机理和成因等 ,以加深对有机硫的认识 ,为脱除煤中的硫提供可靠的理论依据     

西山高硫煤中硫的分布与脱硫的可能途径

根据对西山高硫煤的硫含量及分布的初步分析，研究了多种脱硫方法的可行性。由于西山高硫煤的个体特性，单纯用常规洗选、加固硫剂难以使硫含量满足客户要求，使用各种方法综合脱硫可以大大降低其硫含量。     

高温燃煤复合固硫剂的试验研究

制备了一种高温复合固硫剂,其最佳配方为:氢氧化钙为复合固硫剂的主成分,钙硫比取2.0,氧化铝、氧化铁、二氧化硅三种添加剂的用量分别为0.5%、1.0%、1.0%。复合固硫剂在1200℃下固硫率达到50%,比单一氢氧化钙提高了30%。     

矿物质对SO2释放的影响及钙的固硫机理

为了开发高效燃烧脱硫技术，通过热质量／选出气体分析实验研究了煤中矿物质对煤燃烧中SO2释放的影响以及钙的固硫机理，研究结果表明：脱灰后SO2的释放曲线由原煤的双峰变成单峰；Ca的添加能够促进煤中硫在低温下释放，但不同形态钙的固硫效果不同；脱灰煤中添加CaSO4后SO2的释放曲线又恢复为双峰，CaSO4没有固硫效果；添加CaCO3和CaO后SO2的生成会有明显减少，且CaO的固硫效果要比CaCO3显著．基于这个实验结果，提出了程序升温燃烧条件下煤中的矿物质对SO2释放影响所遵循的吸附-解吸附机理，以及钙基固硫剂固硫所遵循的吸附-解吸附／氧化机理。     

华恒高硫煤硫分分布规律研究

通过对汶南华恒高硫煤各粒级和密度级硫分进行测定分析,探讨了其硫分随粒度和密度的变化规律,利用Design-Expert软件,确定出试验煤样中黄铁矿硫分随粒度和密度变化规律的数学模型.利用该模型可以较准确地预测华恒高硫煤中不同密度级和粒度级的黄铁矿硫分,为确定高硫煤中黄铁矿解离粒度提供了新途径.     

福建龙永煤田煤中硫与沉积环境的关系

应用煤岩学、沉积学、煤化学、地球化学等学科的理论和方法,采用植物结构保存指数、凝胶化指数、搬运指数、沼泽类型指数、古盐度指示指标等煤相参数对福建龙永煤田煤中硫的分布规律和地质成因进行了全面而系统的研究,并阐明了煤中硫与成煤环境的关系。研究表明:煤中硫的赋存状况与植物类型、水介质特征、水动力条件及覆水深度等成煤环境的关系极为密切。     

煤中有机硫的化学性质和结构

选用兖州和东林矿区的高硫煤（Sa，d4%～5%)，先脱除无机硫，然后在不同条件下对其进行了水确、氯化、还原和甲醇超临界抽提处理，考察了煤中有机硫的变化。发现在350℃反应1h，可脱除40%～50%的有机硫，根据煤的红外光谱和X射线光电子能谱图推测，前者主要为硫醚和硫醇硫；后者主要为噻吩硫。     

利用X射线光电子能谱确定煤及其残焦中硫的形态

利用X射线光电子能谱(XPS)技术分析了宜宾煤及其释放出挥发分后残焦中硫的形态,研究了煤中的硫在挥发分释放过程中的迁移规律.结果表明:XPS能够鉴别出宜宾煤中的硫;宜宾煤的S2p图谱有2个需要解叠的峰,分别位于163～164eV和169～171eV之间,这主要是由煤中的硫化铁和硫酸盐引起的;宜宾煤中含有硫砜,但不含亚砜.残焦的分析结果表明,在900℃加热条件下,宜宾煤在释放挥发分的同时,其中的部分燃料硫能够转化为硫酸盐和亚硫酸盐并被固定在残焦之中.在煤的挥发分释放过程中,也有部分燃料硫与挥发分一起释放出来,其份额与加热温度有关,随温度的升高而增加.     

煤中三态硫与痕量元素关系之研究

分别测定了青山烟煤和莱阳无烟煤化学脱硫前后的煤粉及不同比重的青山烟煤粉中三态硫和部分痕量元素的含量．发现煤中Ｃｕ，Ｃｏ，Ｃｄ，Ｐｂ，Ａｓ和Ｂｅ等元素含量与三态硫有密切的相关关系．煤粉经５ｍｏｌ／ＬＨＣｌ和１∶７ＨＮＯ３化学脱硫处理后，灰粒中Ｃｕ，Ｃｏ，Ｃｄ，Ｃｒ和Ｐｂ等元素含量显著减少．由此可知，煤粉化学脱硫不仅可减少煤燃烧对大气中ＳＯ２污染的影响，同时也可减少对大气重金属污染的影响．