铁粉强化胜利褐煤热处理脱硫试验研究

发布时间：2020-07-23 18:30

【摘要】：我国东北和西南地区的高硫褐煤存在水分高、硫分高两大利用难题,本文以富含有机硫的东北胜利煤田褐煤-1.3g/cm~(-1)密度级物料(SL13)为研究对象,结合褐煤水分高需要热提质及其热解过程没有粘结性的特点,在N_2气氛下,采用了“热处理提质过程引入还原铁粉并使用干法磁选脱除作用后铁粉”的方法,探索铁粉强化胜利褐煤热处理过程脱硫规律,并分析铁粉作用机理。研究了SL13常规热处理脱硫规律。结果表明:提高反应终温、增加恒温时间、降低升温速率和增加N_2流量均能提高脱硫率。基于响应面优化方法得到的最优方案为反应终温820℃、恒温116.4 min,N_2流量149 mL/min,此时脱硫率56.52%,硫分1.66%,产率60.79%。研究了添加铁粉强化SL13热处理脱硫规律。结果表明:铁粉促进了煤样中含硫有机质的分解,煤样硫分显著降低,反应终温700℃时煤样硫分为0.67%,脱硫率82.72%,铁粉硫分4.66%;相同条件下单纯热处理后煤样硫分为1.68%,脱硫率55.01%。基于响应面优化方法得到的优化方案为反应终温713℃、恒温40.4 min、铁粉占煤粉质量百分数33.25%,此时煤样脱硫率为83.54%,硫分0.65%,产率58.75%。揭示了铁粉强化SL13热处理脱硫机理。通过XPS、GC-MS、TG-DSC等发现:热处理可以脱除煤样中大部分硫醇、硫醚等热稳定性差的含硫物质,而对热稳定性很高的噻吩、亚砜、砜和有机磺酸盐脱除效果非常有限。添加铁粉后,铁粉降低了部分反应的活化能,使煤样在更低的温度下实现高效热解,促进了煤样中噻吩等的分解,并与产生的硫反应生成了FeS_2等。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD849.2
【图文】：

8图 1-1 技术路线图Figure 1-1 Technology roadmap 试验仪器（Experimental Instruments）.1 热处理系统热处理系统示意图如图 1-2 所示。

图 1-2 热处理系统示意图Figure 1-2 Schematic diagram of heat treatment system试验所用热处理装置为合肥科晶材料技术有限公司的 OTF-1200X 真空管式高温炉，实物见图 1-3。此炉最佳热处理温度为 0~1200℃，可以通过编程控制升温速率（0~20℃/min）、终温、保温时间等。图 1-3 管式炉实物图Figure 1-3 Picture of tubular furnace1.4.2 辊式干法磁选机

图 1-3 管式炉实物图Figure 1-3 Picture of tubular furnace磁选机的磁选设备为 XCG-II 型辊式干法磁选机。磁电流调节磁场强度，分选间隙 4mm，强，弱磁档间隙间磁场强度 1000~4000oe，实图 1-4 辊式干法磁选机实物图Figure 1-4 Picture of dry roller type magnetic separa

【参考文献】

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本文编号：2767686