【摘要】：硫的脫除是煤炭清潔高效利用的難題,尤其有機(jī)硫的脫除一直未取得關(guān)鍵性的進(jìn)展,盡管微波聯(lián)合助劑對(duì)有機(jī)硫的脫除有一定的成效,但大部分只是局限于宏觀的試驗(yàn),有機(jī)硫的遷移變化規(guī)律還未明朗,阻礙了微波脫硫機(jī)理更深入的研究。因此,本文借助FT-IR、XANES、XPS和氣相色譜等分析儀器對(duì)煤炭脫硫前后固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)物質(zhì)的基礎(chǔ)性質(zhì)進(jìn)行分析,將煤中有機(jī)硫簡(jiǎn)化為幾種具有代表性的類(lèi)煤模型化合物進(jìn)行微波聯(lián)合助劑脫硫試驗(yàn),探討煤中含硫化合物的遷移行為。通過(guò)對(duì)新峪原煤脫硫前后固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)產(chǎn)物的分析,煤中有機(jī)硫主要是以硫醇、硫醚及噻吩形式存在,少部分的砜和亞砜。原煤XPS分析結(jié)果,噻吩占總硫量的71.41%,硫醇和硫醚類(lèi)的占26.53%,亞砜、砜?jī)H有2.05%。所以本文中,選取芐硫醇、二苯二硫醚和二苯并噻吩作為硫醇、硫醚和噻吩類(lèi)模型化物進(jìn)行微波聯(lián)合助劑分析試驗(yàn)。試驗(yàn)煤樣僅在微波輻射作用下,硫分幾乎沒(méi)有下降,說(shuō)明微波能還不足以使煤中含硫鍵斷裂。而在微波聯(lián)合助劑(堿性助劑NaOH、氧化助劑HAc:H_2O_2)條件下,脫硫率分別可達(dá)26.9%、37.18%。試驗(yàn)煤樣中有機(jī)硫在氧化助劑HAc:H_2O_2條件下較堿性助劑NaOH更容易脫除。其中硫醚、硫醇類(lèi)含量最多下降了34.28%,噻吩類(lèi)下降甚少,砜、亞砜類(lèi)最多上升了6.12%。氣態(tài)產(chǎn)物中,在兩種助劑下都檢測(cè)到了CS_2和H_2S,僅在氧化助劑條件下檢測(cè)到了COS,試驗(yàn)煤樣在熔融的狀態(tài)下才檢測(cè)到SO_2。液態(tài)產(chǎn)物中,含硫化合物主要以硫酸鹽、羧酸或磺酸形式存在。另外,負(fù)載有芐硫醇、二苯二硫醚和二苯并噻吩的模型化合物微波聯(lián)合助劑的脫硫試驗(yàn),其中,負(fù)載有芐硫醇的模型化合物在堿性助劑條件下,硫醇的相對(duì)含量下降了54.86%,亞砜、砜類(lèi)相對(duì)含量增加18.15%,無(wú)機(jī)硫相對(duì)含量增加了36.71%;在氧化助劑條件下,較堿性助劑硫醇的相對(duì)含量下降多4.07%,亞砜、砜類(lèi)相對(duì)含量相對(duì)含量增加多28.75%,無(wú)機(jī)硫相對(duì)含量增加少24.49%。在兩種助劑下,負(fù)載有芐硫醇、二苯二硫醚和二苯并噻吩的模型化合物中含硫化合物有向氧化態(tài)轉(zhuǎn)變的趨勢(shì);而二苯并噻吩轉(zhuǎn)化為亞砜及砜類(lèi)的相對(duì)硫醇、硫醚的要少,這表明煤中噻吩類(lèi)結(jié)構(gòu)較硫醇、硫醚更穩(wěn)定。由模型化合物試驗(yàn)結(jié)果可推斷在脫硫的過(guò)程中,煤中部分C-S鍵、S-S和S-H鍵被氧化成砜或者亞砜類(lèi)。
【圖文】：

整體如圖3-1 所示。圖 3-1 微波反應(yīng)裝置Fig 3-1 Microwave reaction device3.1.2 試驗(yàn)分析測(cè)量裝置對(duì)處理前后煤樣的分析測(cè)量?jī)?nèi)容主要包括：煤樣的元素分析、工業(yè)分析、含硫量測(cè)定、組分硫測(cè)定以及 XRD、XANES、XPS 和 FT-IR 等方面的分析測(cè)定工作，在此過(guò)程中使用的儀器設(shè)備如表 3-1 所示。

合物在煤樣上擔(dān)載，然后進(jìn)行微波脫硫試驗(yàn)，已經(jīng)有究，一般選用載體有活性炭、二氧化硅和三氧化二鋁124]。本試驗(yàn)中選取活性炭作為載體，丙酮作為溶劑。酮溶劑中完全溶解，然后再將溶解好的溶液快速加入杯中，充分混勻，將其密封置入超聲波反應(yīng)裝置中，中自然風(fēng)干 2 天后收集稱(chēng)重備用。步驟的試驗(yàn)煤樣于的 200ml 圓底石英燒瓶中，取適量乙醇入事先配置好的試劑溶液，迅速倒入圓地?zé)恐校艿奈⒉ǚ磻?yīng)裝置中進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后，迅速用數(shù)次，再分別收集固體產(chǎn)物和濾液，固體產(chǎn)物在真空干、稱(chēng)重后待后續(xù)檢測(cè)工作用，，包括：測(cè)煤中硫的含量。濾液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)皿蒸發(fā)濃縮待后續(xù)分析使用，試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TQ536

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 李斌;石灰石中硫的賦存狀態(tài)與預(yù)熱器環(huán)境中SO_2的釋放及捕集過(guò)程研究[D];華南理工大學(xué);2018年

2 赫文振;鐵粉強(qiáng)化勝利褐煤熱處理脫硫試驗(yàn)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2615518