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《太原理工大学》 2004年 硕士论文
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超声波和微波联合萃取和氧化脱除煤中硫

王建成  
【摘要】:煤炭在我国一次能源生产和消费构成中均占2/3以上,而且在今后相当长时间内不会改变。煤炭利用过程中硫排放造成严重的环境污染,因此开发一种温和的煤燃前脱硫技术是十分必要的。 本实验选取北京、王庄、兖州、临汾、义马和大同六种高硫煤,在超声波和微波的作用下,分别考察了有机溶剂萃取和无机氧化两种体系煤中有机硫的脱除效果。 超声波和微波联合萃取脱硫,以四氯乙烯为萃取剂,考察了超声波作用时间和超声波功率对脱硫率的影响。通过气相色谱和质谱联用(GC-MS)和红外光谱(FⅡR)的分析结果,进一步探讨了萃取脱硫的机理。 超声波和微波辅助氧化脱硫,选用二氧化锰溶液、三氯化铁溶液和过氧乙酸三种溶液作为氧化剂,考察不同的脱硫效果,结合XRD、粒度分析等测试结果对氧化脱硫机理也进行了探讨。 通过分析实验结果得出以下结论: 1.超声波和微波联合联合四氯乙烯萃取可以明显脱除煤中的有机硫,是一种比较温和的原煤脱硫方法,常规的四氯化碳抽提只用在较高的温度下,才能脱除煤中的有机硫。而超声波辐照时的最高温度约80℃,再由于微波选择性加热的特点,处理后的煤质物性(热值等)没有发生较大的变化。 2.超声波作用时间对煤的脱硫率有较大影响,随超声波辐照时间的延长脱硫率基本上是呈上升趋势。 3.GC—MS和红外光谱的分析结果表明:四氯乙烯萃取不仅 太原理工大学硕士生学位论文 脱除煤中含硫的有机物,而且还可以萃取脱除较多的含氮和多 环芳烃等物质。 4.超声波和微波可以有效地联合过氧乙酸氧化脱除煤中的 无机硫和有机硫组分。 5.通过对比单独利用超声波、超声波和微波结合两种方法的 实验结果,微波对脱除北京、王庄、充州和临汾四种煤样中的 有机硫,起到了较大的辅助作用。 6.微波和过氧乙酸结合可以有效地脱除煤中的有机硫,并且 随微波辐照时间的延长,脱硫率基本呈现了上升趋势。 7.比较的脱硫效果,不同煤样在萃取和氧化两种体系,有机 硫脱除的难易程度是一致的,从易到难排序都是:王庄北京 I启汾充州,所以不同煤种中硫的脱除的难易程度和煤中硫 的存在形态有关。


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