探索煤中形态硫在热解过程中的转化和迁移规律

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1、太原理工大学硕士学位论文煤中形态硫在热解过程中的转化和迁移规律姓名：段玉亲申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：赵炜20100601太原理工大学硕士研究生学位论文煤中形态硫在热解过程中的转化和迁移规律摘要本实验在常压固定床反应器中对五种煤样进行热解实验，采用定硫仪测得气相中总硫，同时利用化学分析方法对三种中高硫煤热解前后的形态硫进行了剖析，得出了以下主要结论：煤热解产物的分布规律：在低温区（400℃），热解和加氢热解产物分布差别不大，而低温氧化法处理的煤样，其挥发分量均有不同程度的提高。随温度的增加

2、，所有气氛下的失重率都增加。煤热解过程中硫在气相中的迁移规律：(1)提高终温及使用还原性气氛均能促进挥发分的释出，从而促进气相中硫的逸出。煤热解过程中挥发分和气相逸出总硫之间的关系与形态硫的转化和迁移规律有关。(2)煤样在热解过程中气相逸出的硫峰分别在两个区间：第一峰在300℃左右，第二个峰在600~750℃。300℃左右应属于不稳定的有机硫，是脂肪族硫醇、聚硫醚、芳香族硫醚和二硫化物。在600℃和700℃左右的硫逸出峰应属于稳定的有机硫，是黄铁矿、二芳基硫醚和噻吩类含硫化合物。(3)当气相逸出总硫的相

3、对含量小于或等于挥发分释出的相对含量时，焦中全硫的含量大于或等于原煤中的全硫；而当气相逸出总硫的相对含量大于或等于挥发分释出的相对含量时，焦中全硫的含量小于或等于原煤中的全硫。煤热解过程中硫在固相中的迁移规律：(1)煤低温热解时，于惰性气氛（N2）下相比较，对于煤中硫化铁硫而I太原理工大学硕士研究生学位论文言，还原性气氛和空气气氛均能促进其分解，而还原性气氛的脱除效果高于空气气氛；对于煤中有机硫而言，还原性气氛和空气气氛均能促进其分解，而空气气氛的脱除效果高于还原性气氛。(2)硫化铁硫在400℃已经开始

4、分解，而且还原性气氛（H2，CO）能促进其分解；600℃时所有气氛下硫化铁硫分解基本完成。(3)低于600℃时，不同煤阶中有机硫种类的不同致使气氛对有机硫分解作用有异。800℃时三种煤样仅在H2气氛下能促进较稳定的有机硫(如噻吩、聚芳基硫醚等)的分解。气相中硫主要是煤中有机硫热分解的结果，与硫化铁硫的分解几乎没有影响。(4)在空气气氛下，硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸镁和硫酸钙分解反应的起始温度分别为500℃、600℃、850℃和1000℃左右。在空气气氛下，CaSO4中添加17%（wt）Fe2O3能明显提高硫

5、的转化率且降低其分解的起始温度，而添加17%（wt）CuCl2的作用并不明显。添加17%（wt）氧化铁或50%（wt）活性炭均能促进CaSO4的热分解，且产物以CaS为主。添加剂氧化铁须在还原性气氛下使用，而添加剂活性炭的使用与气氛无关。关键字：煤热解，形态硫，CaSO4，添加剂II太原理工大学硕士研究生学位论文FORMSULFURTRANSFORMATIONDURINGCOALPYROLYSISATVARIOUSGASATMOSPHERESABSTRACTInthispaper,thesulfurre

6、leasecharacteristicoffivebituminouscoalsundergoingtheprocessofthetemperatureprogrammedpyrolysisattheH2，N2，COandairatmosphererespectivelywerestudiedusedthefixed-bedquartzreactor,andthequantityofsulfurinthepyrolysisgasandcharweremeasuredcarefullyusedthecou

7、lometrictitrationapparatusandchemicalanalysis.Basedonthecomparisonofthevariationofthesulfurformsinthecoalbeforeandafterpyrolysisexperiments,theexperimentalresultshavebeenlistedasfollow:Theproductdistributionregularitiesofcoalpyrolysisweresummarized.Thepr

8、oductdistributionofpyrolysisandhypyrolysisofcoalwasnotsignificantlydifferent,whilethelow-temperatureoxidationofrelativecontentofvolatilematterincreasedinvaryingdegrees.Temperatureisthemainfactortoinfluencethecoalpyrolysis.