選取晉南和寧東地區(qū)的兩種高硫煤作為研究對象,用HCl-HF-CrCl₂對煤樣進行脫礦物質(zhì)處理。將脫礦物質(zhì)煤與稻殼和木屑兩種生物質(zhì)分別按不同質(zhì)量比進行混合,在不同溫度下共熱解,研究了混合半焦收率的實驗值與計算值的差異,以及脫礦物質(zhì)煤與生物質(zhì)共熱解對煤中有機硫逸出的促進作用,并對有機硫逸出率最大的樣品進行了FTIR,XPS,BET表征,探討了生物質(zhì)促進煤熱解過程中有機硫逸出的機理。結(jié)果表明:當(dāng)升溫速率為15℃/min,溫度低于700℃時,脫礦物質(zhì)煤與生物質(zhì)共熱解存在明顯的協(xié)同效應(yīng),使得混合樣熱解的有機硫逸出率高于煤單獨熱解時的有機硫逸出率。FTIR分析表明脫礦物質(zhì)晉南煤與生物質(zhì)共熱解過程中—■鍵消失,說明協(xié)同效應(yīng)促進亞砜的分解;XPS分析表明最大有機硫逸出率下有機硫的種類及含量都減少,變化最明顯的是脂肪族硫化物和砜類。 

【文章來源】：煤炭轉(zhuǎn)化. 2019,42(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖２脫礦物質(zhì)煤和生物質(zhì)單獨熱解時的半焦產(chǎn)率Ｆｉｇ．２Ｃｈａｒｙｉｅｌｄｏｆｐｙｒｏｌｙｓｉｓｏｆｄｅｍｉｎｅｒａｌｉｚｅｄｃｏａｌａｎｄｂｉｏｍａｓｓ

最有可能產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。２．２脫礦物質(zhì)煤與生物質(zhì)單獨熱解時的半焦產(chǎn)率圖２所示為脫礦物質(zhì)煤和生物質(zhì)在不同溫度下圖２脫礦物質(zhì)煤和生物質(zhì)單獨熱解時的半焦產(chǎn)率Ｆｉｇ．２Ｃｈａｒｙｉｅｌｄｏｆｐｙｒｏｌｙｓｉｓｏｆｄｅｍｉｎｅｒａｌｉｚｅｄｃｏａｌａｎｄｂｉｏｍａｓｓ單獨熱解時的半焦產(chǎn)率。由圖２可知，隨著熱解溫度的升高，各樣品熱解半焦產(chǎn)率逐漸下降。在５００℃之前各樣品的半焦產(chǎn)率變化最大，表明揮發(fā)分在５００℃之前可集中大量釋放出來，由此推測脫礦物質(zhì)煤和生物質(zhì)在該溫度區(qū)間下發(fā)生相互作用的可能性很高。２．３脫礦物質(zhì)煤與生物質(zhì)共熱解時的半焦產(chǎn)率圖３所示為脫礦物質(zhì)煤與生物質(zhì)共熱解混合半焦產(chǎn)率的實驗值與計算值。由圖３可知，混合半焦產(chǎn)率隨溫度的升高而減小，結(jié)合圖２可知混合半焦產(chǎn)率不是脫礦物質(zhì)煤與生物質(zhì)單獨熱解半焦產(chǎn)率的簡單加和。不同溫度下的混合半焦產(chǎn)率實驗值與計算值有差異，差異越大表明協(xié)同效應(yīng)程度越強［１２－１３］。由圖３還可知，當(dāng)熱解溫度在３００℃～５００℃時，實驗值與計算值呈不規(guī)則變化；當(dāng)熱解溫度高于５００℃時，混合半焦產(chǎn)率的計算值高于實驗值，可能由于生物質(zhì)ｎ（Ｈ）∶ｎ（Ｃ）和ｎ（Ｏ）∶ｎ（Ｃ）相對較高，共熱解時提高了混合樣的反應(yīng)活性，導(dǎo)致混合樣轉(zhuǎn)化率增加，二次反應(yīng)釋放的熱量促進混合樣焦油的揮發(fā)，降低了半焦產(chǎn)率［１４］。圖３脫礦物質(zhì)煤與生物質(zhì)共熱解混合半焦產(chǎn)率的實驗值與計算值Ｆｉｇ．３Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｄｖａｌｕｅｏｆｍｉｘｅｄｃｈａｒｙｉｅ

時高６．２８％；在ＣｏａｌＢ－ｄｅ中混入３０％的稻殼，共熱解溫度為５００℃時，有機硫逸出率比單獨煤熱解時高５．５５％。在ＣｏａｌＡ－ｄｅ中混入１０％的木屑，共熱解溫度為７００℃時，有機硫逸出率比單獨煤熱解時提高了７．２８％；在ＣｏａｌＢ－ｄｅ中混入７０％的木屑，共熱解溫度為５００℃時，有機硫逸出率比單獨煤熱解時提高了９．４４％。２．６生物質(zhì)促進有機硫逸出的機理２．６．１共熱解過程中官能團含量變化的ＦＴＩＲ分析圖６所示為脫礦物質(zhì)煤與混合半焦的ＦＴＩＲ譜。由圖６可知，高于５００℃時位于２８００ｃｍ－１～３０００ｃｍ－１范圍（圖６中Ａ處）的Ｃ—Ｈ，—ＣＨ２—和圖６脫礦物質(zhì)煤與混合半焦的ＦＴＩＲ譜Ｆｉｇ．６ＦＴＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｄｅｍｉｎｅｒａｌｉｚｅｄｃｏａｌａｎｄｍｉｘｅｄｃｈａｒａ—ＣｏａｌＡ－ｄｅ，Ａ４ｃｈａｒａｎｄＢ１ｃｈａｒ；ｂ—ＣｏａｌＢ－ｄｅ，Ｃ２ｃｈａｒａｎｄＤ４ｃｈａｒ—ＣＨ３脂肪氫官能團基本消失，說明在該溫度下這些活潑性高的官能團都易斷裂。各混合半焦與煤半焦相比，隨著熱解溫度的升高，位于１４４０ｃｍ－１～１６００ｃｍ－１（圖６中Ｂ處）處的烷烴、苯酚和脂質(zhì)的振動峰逐漸減弱。熱解導(dǎo)致與煤大分子相連的弱鍵斷裂，富氫自由基大量釋放，在Ａ４和Ｂ１的半焦樣品中，位于１０３０ｃｍ－１～１０７０ｃｍ－１處（圖６ａ中Ｃ處）的—Ｓ?Ｏ鍵消失，這表明共熱解促進亞砜

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3535772