煤中硫的热转化迁移行为9787122418593

刘粉荣，内蒙古大学，副教授，2007年参加工作以来一直从事煤化学方面的煤热解脱硫研究，目前主持并完成国家自然科学基金项目2项，在研1项；主持并完成内蒙古自然科学基金3项，2021年结题的内蒙基金项目被评为优秀结题项目；主持并完成横项课题2项。2011年9月至2012年7月期间作为学术骨干前往大连理工大学访学，学术水平得到了进一步提升，对煤在热解过程中硫变迁行为的认识有了进一步提高。2017年前往加拿大光源访问，系统地学习了XANES的操作及数据分析，从而对煤热解过程中硫迁移及转化行为有了进一步的认识。近年来也开展了煤热解脱硫机理的分子模拟研究，并已取得一定的进展。主讲《煤化学》及《煤化工》课程。

第1章综述1

1.1我国能源结构概况1

1.1.1我国煤炭资源的特点及其现状2

1.1.2我国各地方煤特点4

1.2煤中硫的存在形式4

1.3煤中硫的测定6

1.3.1煤中总硫的测定6

1.3.2硫酸盐硫的测定7

1.3.3硫铁矿硫的测定7

1.3.4有机硫的测定7

1.4煤中硫热解转化过程中的析出规律9

1.4.1煤的脱硫9

1.4.2煤的热解10

1.4.3煤热解过程中的硫迁移10

1.4.4含硫模型化合物热解过程中的硫迁移11

1.5热解脱硫的影响因素13

1.5.1煤自身的因素13

1.5.2金属氧化物对硫化物的影响15

1.5.3反应条件的影响16

参考文献20

第2章XPS法研究煤热解过程中硫的迁移行为26

2.1实验部分26

2.1.1煤样的选取及样品分析26

2.1.2实验装置及分析方法27

2.2结果与讨论28

2.2.1煤样XPS分析28

2.2.2热解条件对硫迁移的影响28

2.2.3热解过程中硫的不均匀性分布的变化34

2.4本章小结37

参考文献37

第3章AP-TPR-MS考察硫在热解过程中的变迁行为39

3.1实验部分39

3.1.1样品的选取及样品分析39

3.1.2实验装置及分析方法40

3.2结果与讨论40

3.2.1煤样的AP-TPR-MS分析40

3.2.2温度对硫在不同气氛下热解过程中变迁的影响43

3.2.3气氛对硫在热解过程中变迁的影响48

3.3本章小结51

参考文献51

第4章PY-MS研究含硫模型化合物热解过程中硫的迁移行为53

4.1模型化合物的担载研究53

4.1.1实验原理53

4.1.2实验部分55

4.1.3模型化合物燃烧行为的研究结果与讨论55

4.2模型化合物的硫释放行为的研究59

4.2.1实验部分60

4.2.2结果与讨论61

4.3模型化合物CO2气氛下热解过程硫释放行为研究72

4.3.1实验部分72

4.3.2结果与讨论73

4.4本章小结81

参考文献81

第5章XANES研究黄铁矿在不同气氛下的热解迁移行为84

5.1实验部分84

5.1.1样品84

5.1.2实验装置及分析方法84

5.2结果与讨论85

5.2.1黄铁矿在Ar气氛下热解硫迁移行为85

5.2.2黄铁矿在CO2气氛下热解硫迁移行为86

5.2.3黄铁矿在3% O2气氛下热解硫迁移行为88

5.3本章小结91

参考文献91

第6章PY-MS和XANES法研究煤热解过程中硫的迁移行为92

6.1热解气氛CO2浓度对煤热解过程中硫迁移的影响92

6.1.1实验部分92

6.1.2结果与讨论94

6.2纯CO2气氛下热解温度对煤热解过程硫迁移的影响109

6.2.1实验部分109

6.2.2结果与讨论109

6.33% O2-Ar气氛对煤热解过程硫迁移的影响122

6.3.1实验部分122

6.3.2结果与讨论122

6.4本章小结128

参考文献129

第7章噻吩类模型化合物在惰性和氧化性气氛下脱硫机理的理论研究131

7.1理论计算方法132

7.1.1几何优化和能量计算132

7.1.2速率常数计算132

7.1.3MBO键级分析132

7.2惰性气氛2-甲基噻吩（2-MT）的脱硫机理133

7.2.1分子性质分析133

7.2.2惰性气氛下2-MT的热解脱硫机理135

7.2.3惰性气氛下各反应途径热解过程的热力学分析142

7.3噻吩和苯并噻吩的脱硫机理143

7.3.1噻吩、苯并噻吩+H2反应的脱硫机理144

7.3.2噻吩、苯并噻吩的Diels-Alder反应脱硫机理145

7.3.3氧化性气氛噻吩、苯并噻吩的脱硫机理147

7.4本章小结153

参考文献154

“双碳”目标对煤炭工业的发展提出了新要求，但“双碳”并不是简单的“去煤化”，煤炭清洁高效利用是摆在我们面前的一个大难题，编者多年来致力于研究煤中硫的脱除与固硫方法，旨在降低煤中的硫含量，提高煤的半焦产率。本书汇编了课题组多年的研究成果，将实验方法与理论计算相结合，系统介绍了煤和煤基含硫模型化合物中硫的热转化迁移行为。实验方法既包括传统的分析技术又包括近年来比较先进的测试与分析手段，可作煤化工相关领域科研工作者的参考书目。

《煤中硫的热转化迁移行为》为煤科学领域关于煤中不同形态硫热转化行为的学术专著，集中了作者团队多年来在该领域的科研成果，并参考了部分国内外文献。全书共分为七章，第1章综述了煤中硫的存在形式、测定方法、析出规律及脱硫影响因素；第2章通过X-射线光电子能谱研究了煤热解过程中硫的迁移行为；第3章通过程序升温热解还原-质谱考察了硫在热解过程中的变迁行为；第4章研究了含硫模型化合物热解过程中硫的迁移行为；第5章通过X-射线吸收近边结构光谱讨论了黄铁矿在不同气氛下的热解迁移行为；第6章利用热解-质谱和X-射线吸收近边结构光谱分析了煤热解过程中硫的迁移行为；第7章通过模拟计算讨论了噻吩类模型化合物在惰性和氧化性气氛下的脱硫机理。

本书可作为化学工程与工艺专业、煤化工专业师生的参考用书，同时也可供煤化学领域煤脱硫、固硫的科技人员参考使用。