高硫煤微波輻照過程中有機(jī)硫的轉(zhuǎn)變與遷移機(jī)理研究.pdf

1、煤炭是我國(guó)最主要的能源，近年來，高品質(zhì)煤被大幅開采和利用，優(yōu)質(zhì)煤資源比例急劇下降。在我國(guó)煤炭資源中，中高硫煤的比例約占33％，有機(jī)硫約占整個(gè)硫含量的30~50%，所以使用高有機(jī)硫煤能夠緩解我國(guó)的能源危機(jī)。然而，由于高硫煤中的有機(jī)硫結(jié)構(gòu)復(fù)雜，熱穩(wěn)定性差異較大，導(dǎo)致其脫硫異常困難，嚴(yán)重限制了其開發(fā)和利用。微波輻照具有體加熱、穿透性和選擇性的特征，在高有機(jī)硫煤清潔利用方面具備潛在優(yōu)勢(shì)。為了有效控制高硫煤微波輻照過程中含硫污染物排放，本課題主要

2、針對(duì)高硫煤微波輻照過程中有機(jī)硫的變遷和轉(zhuǎn)化機(jī)理進(jìn)行研究。包括下列幾個(gè)方面的內(nèi)容：
　?、龠x擇兩種高有機(jī)硫煤樣（南桐煤和萊鋼煤）作為原始煤樣，為避免無機(jī)硫?qū)τ袡C(jī)硫遷移的影響，采用硝酸處理煤樣，研究硝酸處理前后煤中含硫物相與含硫官能團(tuán)的變化。硝酸處理后，兩種煤中的FeS2消失，其余含硫官能團(tuán)與C、O、H官能團(tuán)幾乎不變，硝酸處理對(duì)煤中有機(jī)質(zhì)的影響不大。兩種煤中的含硫官能團(tuán)含量排序?yàn)镾=O>-S-H>-S-S->FeS2，萊鋼煤中C-O官

3、能團(tuán)的比例高于南桐煤，均以-C-O、C=O、COOH為主。
　?、谘芯课⒉ㄖ苯虞椪者^程中有機(jī)硫的變遷行為。微波直接輻照條件下，煤中部分有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫、硫化鐵、硫酸鹽。兩種煤有機(jī)硫轉(zhuǎn)化的最佳實(shí)驗(yàn)條件均為微波功率1000 W，輻照時(shí)間10 min，此時(shí)南桐煤的脫硫率為6.31%，萊鋼煤的脫硫率為8.33%。S=O和-S-H發(fā)生介電損耗而使其局部溫度升高，與煤中活性O(shè)、H結(jié)合分別生成 SO2和 H2S氣體，含量下降，-S-S-不會(huì)發(fā)

4、生介電損耗，含量不變。三種含硫官能團(tuán)的滯留比例排序?yàn)椋?S-S->S=O>-S-H。
　?、垩芯咳軇┹o助微波輻照過程中有機(jī)硫的變遷規(guī)律。在溶劑輔助微波輻照條件下，煤中部分有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為硫化鐵、硫酸鹽、液態(tài)硫和氣態(tài)硫。南桐煤的最佳配比為 NaOH: H2O2=1:2，脫硫率為14.56%，；萊鋼煤的最佳配比為當(dāng) NaOH:H2O2=1:4，脫硫率為23.03%。NaOH和H2O2發(fā)生了協(xié)同效應(yīng)，NaOH和H2O2聯(lián)合作用比任何一個(gè)單獨(dú)