高硫煤中有机硫的赋存结构研究

发布时间：2020-07-22 01:26

【摘要】：中国的能源结构中,煤炭有着最大的占比,煤炭的合理高效利用一直是我们研究的重要课题。高硫煤做为一种对环境高污染的煤炭而不太受欢迎,国家容许使用的煤炭大多为特低硫煤,特低硫煤的储量本来就低,只在特定地区才有储量。我国的经济发展的代价是特低硫煤的大量消耗,特低硫煤总用耗尽的一天,我们不得不利用中硫煤或高硫煤资源以维持稳定的社会发展,依靠先进的技术,将中硫煤和高硫煤对空气和环境的污染降到最低。合理使用中硫煤或高硫煤必将是符合未来发展的一条道路我们关于煤炭结构研究的文献较多,高硫煤的利用文献也较多,但对高硫煤中硫元素的赋存结构研究较少,本课题旨在研究高硫烟煤中硫的赋存形式,了解这种高硫煤中硫的有机分布、赋存结构形式,为高硫煤的洁净利用和综合利用提供有用的信息。高硫煤中有机小分子以溶剂萃取和柱层析的方式进行分离出来,通过气质联用仪鉴定其中含硫化合物;高硫煤中的大分子以热裂解方式变成为小分子,再通过气质联用仪鉴定其中含硫化合物。本次研究分了几个部分:萃取溶剂的选择、具体萃取方式的选择、实验的改进、高硫煤与气煤的溶剂萃取实验、萃余物的工业分分析和元素分析、萃取物的柱层析-气质联用检测、萃取物的热裂解-气质联用检测。本次研究检测出高硫煤萃取物中小分子有机含硫物有14种,热裂解后的含硫化化合物有8种,其中大部分化合物为噻吩硫,包括苯噻吩化合物、二苯噻吩硫化合物、三苯噻吩化合物,其中又以二苯化合物为主;同时有硫单质(S8)和硫醚的发现;大分子和小分子含硫化合物的组成与气煤有一定差别。
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O657.63;TQ533
【图文】：

高硫煤中有机硫的赋存结构研究第一章 绪论1.1 中国及世界的能源结构人类的生活和发展离不开能源的消耗，现阶段的能源消耗以一次性能源为主，一次性能源的消耗占总能源消耗的百分之八十以上。据 2017 年《BP世界能源统计年鉴》可知:截至到 2016 年底，世界的能源消耗约 244010 百万吨油当量，一次性能源（煤、石油、天然气）消耗的占总能源消耗的 85.5%。其余的能源占据了剩下的 14.5%，包括水电、可再生能源（风电、地热、太阳能、生物质能、垃圾发电、生物燃料等）和核能。

图 1.2 2016 年中国能源统计Fig.1.2The energy structure of China in 2016煤的分类从煤炭资源的分布区域看，华北地区储量最丰富，全国总煤炭一半分布在华区;其次为西北地区，占全国的 30.39％;依次为西南地区，占 8.64 %;华东地占 5.7 %;中南地区，占 3.06 %;东北地区，占 2.97 %。总的来说，我国煤炭“西多东少，北多南少”的局面。我们一般根据成煤植物和生成条件的不同，可将煤炭分为成三类：腐泥煤煤、腐植煤。残植煤和腐泥煤的分布和储量都很少，而腐植煤是自然界分布、存量最大的一种煤。因此，通常在生活中提到的煤碳就是腐植煤。国标把煤分为三大类，即无烟煤、烟煤和褐煤，共 29 个小类。他们由两个组成，开头数字是“0”就代表为无烟煤，下面又划分为 3 小类，分别为“01”

图 1.3 各类煤炭储量百分比Fig. 1.3 The percentage of all kinds of coal reserves.3 煤炭结构研究煤的结构模型是根据物理实验、化学实验和各种仪器检测出的参数变化而了各种模型。煤炭的结构研究包括物理结构研究和化学结构研究。煤物理结构探究煤分子之间的化学键的连接状态，比较出名的物理结构模单相模型、两相模型和交联模型。Hirsch 根究 x 射线对煤的衍射现象的各种提出了单相模型，此模型提出煤中芳香族的连接不存在共价键；1982 年 Lars溶剂萃取实验中了煤分子间的交联模型，他提出煤分子间的氢键有交联作用联键的存在，使得煤不会被有机溶剂完全溶解；Given 在 1986 年提出两相间模型，是较为被大众接受的模型，并以此为基础进行了一系列的改并发展在对煤的核磁共振氢谱发现煤中质子的松弛时间有差异，时慢时快。为解释现象他提出了两相分子间模型。在这模型中，网状结构的大分子有机物为固

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