煤熱解過程中唾吩類有機(jī)硫釋放特性的研究.pdf

1、煤在焦化、氣化、燃燒等熱加工過程中會產(chǎn)生噻吩類有機(jī)硫。噻吩類有機(jī)硫是重要的化工原料，也是環(huán)境中難降解的化合物，且比多環(huán)芳烴和含氨雜環(huán)化合物更具致癌性。研究煤熱解過程中噻吩類有機(jī)硫生成轉(zhuǎn)化規(guī)律，對煤的清潔利用有著重要的意義。
　　 為了探尋煤在熱解過程中噻吩硫的析出規(guī)律，探討噻吩硫的產(chǎn)生機(jī)理。
　　 本實驗運用先進(jìn)的CDS-5250快速熱裂解儀與Focus GC-DSQ II色質(zhì)聯(lián)用在線分析技術(shù)，定性定量研究了噻吩類有機(jī)硫

2、中比較重要的兩種化合物苯并噻吩和二苯并噻吩在煤熱解過程中的生成變化規(guī)律。通過研究它們在煤熱解過程中的釋放規(guī)律以及生成機(jī)理，為了解煤中噻吩類有機(jī)硫的熱解行為提供依據(jù)。
　　 實驗選取不同變質(zhì)程度的7種煤樣作為研究對影重點考察了煤內(nèi)在條件(煤變質(zhì)程度、元素組成)和外在條件<熱解溫度、升溫速率)對煤熱解過程中噻吩硫生成量的影響，并對熱解過程中噻吩硫生成機(jī)理進(jìn)行探討。實驗主要得到以下結(jié)論：
　　 1．煤的變質(zhì)程度對煤熱解過程中噻

3、吩硫的生成量有著重要的影響。隨著煤變質(zhì)程度的增加，噻吩硫生成量呈先升高后降低趨勢。噻吩硫的生成量與煤中有機(jī)硫的含量具有正相關(guān)性，隨著煤中有機(jī)硫含量的增加，煤熱解過程中產(chǎn)生的噻吩硫的含量呈增加趨勢，與無機(jī)硫的含量關(guān)系不大。
　　 2．煤熱解過程中噻吩硫的生成量隨著溫度的升高先增加，到800℃時達(dá)到最大，此時噻吩硫主要來源于煤中大分子物質(zhì)的裂解以及小分子物質(zhì)的縮合反應(yīng)。后隨溫度升高生成量又呈降低趨勢，主要是噻吩類物質(zhì)發(fā)生裂解。熱解溫

4、度高于1200℃時，噻吩硫又有一定程度的升高趨勢，主要是由于體系能量比較高，小部分滯留在煤的固相中難析出的有機(jī)硫進(jìn)一步分解析出?？焖贌峤鈼l件下，不同的升溫速率導(dǎo)致煤熱解過程中噻吩硫的生成量也不一樣。實驗發(fā)現(xiàn)升溫速率為12℃／ms時煤熱解過程中噻吩硫生成量最大。實驗還得到快速升溫速率下煤熱解過程中噻吩硫的生成量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于中速升溫速率下噻吩硫的生成量。
　　 3．本論文對煤熱解過程中噻吩硫可能的反應(yīng)機(jī)理分析如下：當(dāng)熱解溫度較低時，煤中

5、噻吩硫的生成來源于煤中以游離態(tài)存在的噻吩類有機(jī)硫的揮發(fā)、煤中大分子有機(jī)硫結(jié)構(gòu)的裂解以及小分子物質(zhì)或者自由基的縮聚反應(yīng)。當(dāng)熱解溫度較高時，部分噻吩硫會發(fā)生裂解，生成小分子物質(zhì)或者自由基。還有一部分噻吩硫可與其它的小分子物質(zhì)或者自由基反應(yīng)，生成縮聚度更高、分子量更大以及穩(wěn)定性更高的含硫化臺物。研究發(fā)現(xiàn)煤熱解過程中噻吩硫生成量隨溫度的變化規(guī)律與多環(huán)芳烴的一致。表明煤熱解過程中噻吩硫及多環(huán)芳烴在生成路徑及化學(xué)反應(yīng)方面有相似性，并且它們在一定程度