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高有机硫煤炭微波脱硫研究

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广东广州

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作者陶秀祥,陈增强

出版社中国矿业大学出版社有限责任公司

ISBN9787564652173

出版时间2020-01

装帧平装

开本16开

定价58元

货号11467559

上书时间2025-01-02

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商品详情

品相描述：全新

商品描述: 目录
1绪论1

1.1高硫炼焦煤微波脱硫的背景及意义1

1.2研究内容与技术路线2

1.3煤炭微波脱硫机理研究进展5

1.4煤炭微波脱硫技术研究进展12

1.5煤炭介电特性研究进展18

2煤中含硫组分的赋存机制及模型化合物构建23

2.1煤样的工业分析与组成分析23

2.2煤中含硫组分的赋存形态分析28

2.3类煤有机含硫模型化合物的筛选与构建40

2.4小结40

3煤与含硫模型化合物的介电特性分析及其微波响应机制42

3.1样品压片制备与测试方法的建立42

3.2煤样与模型化合物的介电性质研究53

3.3小结75

4煤与含硫模型化合物微波脱硫试验及其对煤质的影响77

4.1微波脱硫实验系统及其脱硫效果评价方法77

4.2微波脱硫助剂的选择79

4.3HAc和H2O2条件下微波脱硫效果及煤质变化试验研究85

4.4XY煤微波脱硫前后表面结构与组分对比125

4.5微波联合氧化助剂脱硫的协同效应138

4.6小结140

……

内容摘要
1绪论
1.1高硫炼焦煤微波脱硫的背景及意义
煤炭是我国的主体能源，占一次能源消费比重的60%左右，有效地支撑着国民经济的平稳发展。然而，煤中含有硫、矿物等有害杂质，在燃烧过程中会产生严重的环境污染，特别是SO：与烟尘占全国废气中颗粒物排放量的主要比例，而酸雨影响面积约占国土面积的30%。此外，我国是焦炭生产大国，部分矿区的煤炭硫分高，特别是有机硫含量高，在炼焦过程中硫分会进人焦炭等煤化工产品中，影响其焦炭、合成气以及碳素材料等产品的质量，给冶金、化工等行业的工业产品带来不良影响，从而严重制约高硫炼焦煤的开发利用。因此，为了保护我国的大气和生态环境，促进煤炭工业的绿色健康发展，迫切需要加快推进高硫煤炭资源的高效清洁利用。
我国的高硫煤储量较多，其中含硫量在2%以上的中高硫煤和高硫煤约占煤炭资源总量的15%，主要分布在贵州、重庆、四川以及山西、山东等地区，个别煤田硫含量高达10%，煤中的硫依据其存在形式可分为有机硫和无机硫两大类。有机硫主要以与煤中C原子结合而成的硫醇、噻吩、硫醚等形式存在，包含硫醇类（R一SH）、硫醚类（R-S-R）、噻吩及其衍生物、硫醌类和二硫化合物或硫蒽等]。无机硫主要以矿物质形态存在，包含硫化物硫和硫酸盐硫。一般来说，我国煤中硫以硫铁矿硫为主，有机硫次之，硫酸盐硫最少。在平均硫分为2.76%的高硫煤中，硫铁矿硫为1.61%，有机硫为1.04%，硫酸盐硫为0.11%[0]。山西焦煤集团有些矿区煤炭的有机硫占全硫比例甚至高达80%。
目前，煤炭脱硫的方法很多，按照煤炭燃烧过程分类分为燃前脱硫、燃烧中脱硫和燃后脱硫三种，燃前脱硫又分为物理脱硫法、化学脱硫法和生物脱硫法等，传统的物理方法工艺简单且经济，可以脱除其中50%~80%的黄铁矿[68]，但不能脱除有机硫；化学脱硫法通常利用强酸强碱，或在高温、高压等苛刻的条件下，能够有效脱除煤中大部分的有机硫和无机硫，但会破坏煤的大分子结构与煤的黏结性，且成本较高[*10]；生物脱硫法反应条件温和，能耗低，脱硫效果也较好，但其稳定性较差，脱硫时间一般较长[]。目前，煤炭燃前脱硫的关键在于有机硫的脱除，对于高硫炼焦煤来说尤为重要，因此，研究开发新型高效煤炭脱硫方法十分必要。
微波联合化学助剂煤炭脱硫技术是近年来发展起来的一种较为温和的新型煤炭脱硫方法，在选煤领域具有巨大的发展潜力和前景，微波作为一种能量场，具有快速、均匀、选择性加热等优异特性，微波技术已广泛应用于矿物助浸0、废水处理、环境工程*和油砂与石油提质1）等领域。随着人们对生态环境的日益重视，微波技术在煤脱硫领域的应用引起了同行专家的高度关注[m]
自Zavition等0申请第一项有关煤炭微波脱硫的专利以来，人们在煤炭微波脱硫领域开展了大量的研究。在微波场存在的条件下，采用化学助剂、磁选、超声波场或者微生物等手段，可使煤中无机硫脱除率达90%以上，有机硫脱除率为30%~60%[130]。
煤是一种非均质混合物，由于其中的矿物质、含硫化合物及煤本体等对微波响应和吸收性能不同，而产生选择性加热，并伴随着含硫组分和化学基团的化学变化。目前，有关微波脱除煤中无机硫的作用机理认知相对较为成熟，但对煤中有机硫的脱除机理还缺乏深入研究和认识，尤其是关于微波非热效应方面的研究鲜有报道，从而影响了煤炭微波脱硫理论的发展。
因此，为了进一步弄清煤炭微波脱硫机理，作者及课题组成员在充分认知高硫煤中有机硫基团赋存形态的基础上，选用类煤有机含硫模型化合物代替复杂的煤中有机硫基团进行微波脱硫研究，通过脱硫过程中硫形态的变化研究，揭示微波脱硫中有机硫基团的迁移规律，弄清微波作用下煤中有机硫基团的脱除机制；探究有机硫基团和煤中矿物质的微波响应机制，构建微波场中含硫键断裂理论评价模型；研究微波场对含硫组分的活化效应，并探究微波非热效应作用下的含硫键断裂机制，以及脱硫反应热力学和动力学响应规律，进而解析微波脱除煤中有机硫的基本原理。

精彩内容
本书系统总结了作者近年来在煤炭微波脱硫方面的研究工作。在充分认知煤中有机含硫基团赋存形态的基础上，从煤及其有机含硫基团、矿物质的微波响应特性入手，进行微波联合助剂脱硫试验研究，并通过脱硫过程中硫形态的变化分析和量子化学计算，揭示微波场作用下煤中有机含硫基团的迁移规律与脱除机制。全书共分7章，内容包括：绪论，煤中含硫组分的赋存机制及模型化合物构建，煤与含硫模型化合物的介电特性分析及其微波响应机制，煤及含硫模型化合物微波脱硫试验及其对煤质的影响，微波联合氧化助剂的脱硫机制及其有机硫基团的迁移规律，微波场中脱硫反应的量子化学计算与分析，煤炭微波脱硫过程中微波非热效应研究。本书可供洁净煤技术领域的科技人员、高校教师和研究生阅读参考。

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