中含硫有机化合物及煤的热解脱硫研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文煤中含硫有机化合物及煤的热解脱硫研究姓名：高连芬申请学位级别：硕士专业：环境科学指导教师：刘桂建20060301中国科学技术大学硕士亏住论支煤中含硫有机化合物及煤的热解脱硫研究I摘要煤是中国主要能源，在煤燃烧过程中，煤中的硫就会以硫氧化物等形式释放出来，污染大气以至形成酸雨，对环境造成极大的影响。本文在对中国煤中硫全面分析的基础上，分析了中国煤中硫在不同地区、不同煤层和不同形成环境中的含量、分布规律，阐述煤中硫形成的地质成因和影响因素，对有机硫、无机硫和元素硫的赋存状态进行了详细分析，并对煤利用过程中硫的转化机理及其对环境的影响进行了概述。提出了目前

2、对煤中硫的研究趋势和今后的研究方向，为今后对煤中硫的研究提供了理论依据。在此基础上，以淮北煤田16个煤样品为研究对象，对每个样品均进行了元素分析，并进行了索氏抽提和超声提取实验，采用气相色谱一质谱仪对提取液进行测试分析。结果表明淮北煤田4煤和5煤是以低硫煤为主的烟煤，煤中有机硫主要为含硫的多环芳烃(PASHs)，其中又以二苯并噻吩及其甲基取代物和苯并萘并噻吩及其甲基，二甲基取代物为主。通过比较相对含量，发现5煤的PASHs普遍比4煤高，且PASHs的含量与O／C值成反相关，与煤的变质程度关系密切，煤化程度越高，煤组成的芳构化程度也越高，PASHs含量亦越高。同时还发现当煤中硫含

3、量在O．5％左右时，煤中PASHs含量达最高。两个实验结果中索氏提取的效果明显好于超声提取。在对大同煤进行热解试验的基础上，。分析了硫的转化机理和形态规律，结果表明大同煤在氮气保护下；以20"C／m的升温速率热解时，在700。C的半焦中硫含．量最低。在考虑煤韵热解脱硫效果时，脱硫率不是脱硫效果的有效指标，还要兼顾挥发分的逸出情况。对大同煤进行的热解脱硫研究为今后对煤中硫的脱除和燃烧过程中硫的污染控制提供了科学论据。关键词：'煤；含硫有机化合物；含硫多环芳烃(PASHs)¨索氏提取；气相色谱．质谱(GC—MS)；淮北煤阳一。_。II中国科学技术大学顽士季(乏论支煤中含硫有机化合物

4、及煤的热解脱硫研究AbstractChinaisthelargestcoalproducerandconsumerintheworldandcoalisthemostimpotantenergysourceinChina．CoalswereformedinvariousgeologicaltimesandsedmentaryenvironmentsinChina．Sulfurdioxide，producedbythecombustionofthesulfur—bearingcoals，willbereleasedintoatmospheretocauseacidrainmadt

5、odeeplyimpacttheenvironment．Thisstudyhassystematicallyreviewedthedatain1iteratureonthecontentsanddistributionsofsulfurincoalseamsfromvariouscoalfieldsdepositedinvariouskindsofdepostionalenvironments．ThefromsofsulfuroccurredinChinesecoalsincludepyretic，organic，sulfate，andelementalsulfur．Theab

6、undanceofsulfurincoalsisrelatedtothedepositionalenvironmentsofcoalseams．Ingeneral，sulfurcontentsofthecoalseamsinfluencedbymarinewaterduringthedepositionandformationarehigherthanthoseofthecoaldepostedinnon—marineenvironments．Thegeologicalgenesisandimpactfactorsontheformationofsulfurincoalswer

7、eelaborated．Themechanismofsulfurtransformationduringthecoalcombustionanditsimpactontheenvironmentaresummarizedanddiscussed．It：isprpsedthatthedetailedgeochemicalstudyonsulfur‘incoalfromvariouscoalfieldsshouldbeCarriedouturgentlyin．ordertounderstanda