煤热解气化过程中汞的形态转化和释放规律

本文选用神府和兖州两种烟煤,在400～1000℃的温度范围内,采用程序升温热解反应装置进行了热解和气化实验.实验过程中根据Ontario-Hydro方法捕捉气态汞,采用QM201型原子荧光测汞仪测定汞含量,研究了煤中微量元素汞在热解气化过程中的形态分布和释放规律.结果表明,温度是影响煤中汞释放的主要因素,煤热解过程中气态汞主要以元素汞的形式存在,占气态总汞的64%以上;随着温度的升高和停留时间的延长,元素汞的百分比含量逐渐降低,二价汞的百分比含量逐渐升高.气化过程中,元素汞和二价汞的百分比含量在40%～60%之间变化.气化产生的元素汞占气态总汞的百分比含量低于热解;二价汞则相反.     

FTIR和XRD在断层构造煤结构分析中的应用

为探究断层构造作用对煤化学结构特征和微晶结构特征的影响,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)分析,对红庆梁矿和段王矿的原生煤及断层构造煤进行分析。结果表明,受断层构造作用影响,红庆梁、段王断层构造煤中苯环二取代、苯环四取代的含量明显大于原生煤,苯环三取代和苯环五取代的含量低于原生煤,断层构造煤中C—O—C伸缩振动、—CH₂反对称弯曲振动、—CH₃、—CH₂和芳环—OH含量均多于原生煤,断层构造煤中醚C—O振动、芳烃CC、—CH和OH—π含量低于原生煤。红庆梁、段王断层构造煤的芳碳率f_a是原生煤的1.01和1.03倍,芳环缩合度DOC是原生煤的1.01倍和3.7倍,CH₂/CH₃值是原生煤样的0.933倍和0.94倍,芳香度I分别是原生煤样的1.01倍和1.34倍。说明断层构造作用促使官能团和脂肪链脱落,增加煤的缩聚程度,降低煤中脂肪侧链的长度,增大芳香结构含量。XRD测试结果表明,原生煤和断层构造煤具有相近的矿物组分,断层构造作用未对煤...     

煤中镓的火焰原子吸收光谱法测定

煤试样灰化后,经碱熔、酸浸,在乙酸丁酯-四丁基氯化铵萃取后用乙二胺四乙酸热溶液萃取,在6 mol·L-1 HCl介质中用火焰原子吸收光谱法(FAAS)测定镓.该方法的检出限为0.030 mg/L(S/N＝3,n＝11),样品的加标回收率为95% ～102%,RSD在3.4% ～6.0%范围内.用该法测煤样品中微量镓,结果满意.     

几种烟煤及其热处理后的溶胀性能研究

研究了四种不同变质程度烟煤及其二硫化碳/N-甲基-2-吡咯烷酮（CS2/NMP）混合溶剂(1∶1,vol)的抽提物在不同溶剂中的溶胀性能,同时考察了四种煤样不同温度热处理后其溶胀性能的变化。结果表明,煤的溶胀率随煤化度增加而有所降低;变质程度较低的烟煤在极性溶剂中的溶胀率大于非极性溶剂,随着煤化度的增加,两者溶胀度差距减小;四种烟煤经混合溶剂抽提后,其抽余煤的交联密度降低,溶胀率增加。四种煤样150℃热处理后在CS2中的溶胀率均有所增加,表明热处理可以降低煤的交联密度。随着热处理温度提高至240℃,除气煤外,其余三种煤样在NMP和CS2中溶胀率均进一步增大,说明其交联密度进一步降低。这一结果与热处理煤样在混合溶剂中抽提率的变化趋势一致,如240℃热处理后瘦煤的抽提率由原煤的6.9%提高到17.3%。红外光谱研究表明,经过适当温度的热处理,可以脱除煤分子中的羰基和羟基等含氧官能团,破坏煤结构中的氢键,从而降低煤的交联密度,提高煤的溶胀率及其在混合溶剂中的抽提率。     

原位担载Fe_2S_3催化剂煤的热解动力学研究

用加压热天平研究了原位担载纳米级Fe2 S3 催化剂的大柳塔次烟煤的加氢热解动力学 ,考查了 2 0MPa氢气氛或氮气氛下原煤及担载催化剂的煤热解失重过程 ,计算了活化能E和指前因子A等热解动力学参数。结果表明 ,煤原位担载Fe2 S3 催化剂后热失重速率比原煤有较大程度的增加 ,最大热解速率的特征温度也比原煤降低。特别是煤在表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵溶液中担载Fe2 S3 催化剂后的热解反应速率高于水溶液中担载同样催化剂的热解反应速度。原位担载Fe2 S3 的煤及原煤的热解反应过程符合一级反应动力学。     

乙腈非水体系中二甲基亚砜和咪唑的表面增强拉曼光谱研究

利用共焦显微拉曼系统研究了在乙腈非水体系中,二甲基亚砜(DMSO)与乙腈的竞争吸附,同时研究了咪唑在非水乙腈体系中的吸附情况.结果表明:在非水乙腈溶液中存在着明显的竞争吸附现象,咪唑和二甲基亚砜较乙腈分子在银电极上优先吸附,明显抑制了乙腈分子的吸附,随着电位负移,咪唑或二甲基亚砜逐渐脱附,更多的乙腈分子才得以接近电极表面并开始发生解离反应.     

等离子体热解煤及模型化合物的热力学分析

在等离子体反应器中煤及石墨热解生成乙炔研究的基础上,选取了与挥发物相类似的气态脂肪族及液态芳香族模型化合物以及设计了与这些模型化合物生成乙炔有关的反应,通过计算这些热解反应在不同温度下的Gibbs函数变化ΔG°,对其进行了热力学分析。根据上述实验和理论研究,更进一步证实了煤释放出的挥发分是生成乙炔的主要来源,同时也得出了乙炔在高温时易生成是由于熵效应。这些研究为探索煤在等离子体热解反应器中生成乙炔的机理提供了有用的信息。     

超高硫煤有机相中的元素硫与铁复合物的证据

运用高性能静态二次离子质谱从中国贵州（六枝）超高硫原煤有机相中观测到元素硫与铁的复合组成离子,由此,首次以确切的实验证据了过去关于煤中可能存在铁－硫复合结构的理论推测,同时本工作还表明,所采用的超高灵敏度和微区离子探针分析方法,适于今后进一步探讨硫及其它有害元素在煤中的复杂化学赋存状态。     

煤燃烧过程中表面结构变化的SEM图像分析

介绍了SEM图像分析的多种方法,并讨论了各自的描述能力,利用这些方法分析煤在燃烧各阶段SEM图像,通过研究得到煤在燃烧过程中表面分形维数的变化规律,同时可获得表面孔的某些参数变化历程。分析表明,淮南低变质煤在850℃燃烧过程中,煤焦颗粒表面的分维数有一个先变低后变高的过程,煤焦表面分维数在2.2至2.5区间内变化;同时孔径分布由近双曲线分布变化为近正态分布,孔油加权平均形状因子增加,在研究过程中发现,不同的计算方法会对图像的分形维数值产生影响,确定合适的计算方法是分形理论在煤燃烧领域中应用的关键。通过比较发现Xie法较为适合计算煤焦表面SEM图像。     

煤自燃性参数的测试与应用

根据目前国内外煤自燃性测试方法存在的问题,提出了煤自燃性的衡量指标和实验测试方法。介绍了我国大型煤自然发火实验台直接测取的参数及特性参数的测算公式,并根据自燃性测试结果,提出了判定煤自燃危险区域的极限参数及判定条件。煤自燃性特性参数的测试为煤层自然危险区域判定及自燃火灾预测提供了基础数据。