模型化合物及煤熱解過程中硫釋放行為的研究.pdf

1、一、本文首先對模型化合物進(jìn)行了擔(dān)載，并利用微機(jī)定硫儀著重考察了載體的種類、溶劑的種類、溶劑的用量及超聲波的振蕩時間對含硫模型化合物擔(dān)載率和吸附率的影響。確定了最優(yōu)的擔(dān)載條件:活性炭為載體、理論擔(dān)載率為3％、丙酮作溶劑、溶劑用量4 ml、超聲波震蕩時間為20 min。然后采用熱重-質(zhì)譜法對十四硫醇、二丁基硫醚、苯硫醚、二甲基噻吩、苯并噻吩和二苯并噻吩熱解過程中硫的釋放行為進(jìn)行了研究。
　　1.惰性氣氛下硫的釋放行為
　　惰性氣

2、氛下的脫硫順序是十四硫醇＞二丁基硫醚＞二甲基噻吩＞苯并噻吩＞苯硫醚＞二苯并噻吩。苯硫醚除外，該順序符合文獻(xiàn)中含硫官能團(tuán)的脫除順序。在熱解過程中，所有的模型化合物在質(zhì)譜儀和氣相色譜儀上均檢測到二氧化硫的逸出;除了苯硫醚和二苯并噻吩，其他模型化合物熱解中都檢測到了羰基硫;而只在十四硫醇、二丁基硫醚和二甲基噻吩中檢測到了硫化氫。熱解氣中二氧化硫的含量要遠(yuǎn)高于硫化氫和羰基硫。這可能是由于活性炭作載體時，惰性氣氛下內(nèi)部氫的含量要遠(yuǎn)小于內(nèi)部氧的含量

3、，所以大多數(shù)的含硫自由基會與內(nèi)部氧結(jié)合，以二氧化硫的形式逸出。對于苯硫醚、苯并噻吩和二苯并噻吩，由于內(nèi)部氫不足引起的，所以沒有檢測出硫化氫逸出，且熱解氣中的二氧化硫含量較高。
　　2.氧化性氣氛下硫的釋放行為
　　在氧化性氣氛下熱解過程中硫的逸出順序是二丁基硫醚＞二甲基噻吩＞十四硫醇＞苯并噻吩＞苯硫醚＞二苯并噻吩。所有模型化合物在氧化性氣氛下熱解過程中的脫硫溫度均低于其在惰性和氫氣氣氛下。表明了氧化性氣氛能使C-S選擇性斷裂

4、，而不是C-C鍵。除了二甲基噻吩和二苯并噻吩，其余含硫模型化合物在氧化性氣氛下熱解過程中二氧化硫的逸出主要來自于它們的中間轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，而不是模型化合物本身。在氧化性氣氛下，在碳損失不大的情況下大多數(shù)的含硫化合物都可以脫除。
　　二、本實(shí)驗(yàn)采用熱重-質(zhì)譜法對義馬(YM)、晉城(JC)、介體水峪焦煤(JTSYJM)、錫盟褐煤(XMHM)、大柳塔煤(DLTM)、兗州(YZ)及平朔(PS)煤在不同氣氛下熱解機(jī)理及硫的釋放行為進(jìn)行了研究。

5、r>　　1.從動力學(xué)研究來看，各種煤在一定的溫度范圍內(nèi)符合一級反應(yīng)模型，且在氧化性氣氛下的活化能均比其在惰性氣氛下小，說明氧化性氣氛有利于煤的熱解反應(yīng)的進(jìn)行。指前因子A也是氧化性氣氛下的比較大。
　　2.對兗州煤在氧化性氣氛下的SO2逸出曲線進(jìn)行分峰分析后，第一個逸出峰遠(yuǎn)大于第二個，表明在氧化性氣氛下除了不穩(wěn)定有機(jī)硫，具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的有機(jī)硫也能夠分解。在氧化性氣氛下兩個峰的峰溫與惰性氣氛相比均明顯下降，且逸出峰的強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，說明氧