煤中有机硫形态结构和热解过程硫变迁特性的研究

利用热解质谱并结合固定床热解反应装置，对煤中有机硫的形态结构及其对加氢热解过程硫变迁特性的影响，进行了较系统的研究。结果表明，煤中有机硫的形态结构在褐煤中主要以脂肪族、芳香族硫化物为主，而在烟煤中则主要以各种不同芳构化程度的噻吩结构为主，初步表明煤中有机硫形态结构随煤变质程度的变迁呈较强的连续递变性。煤热解过程中硫在各产物中的变迁和分布与煤中有机硫的形态结构特点密切相关。较高芳构化噻吩结构不完全的氢化还原反应显著制约了有机硫往气态产物中的转移，这使热解焦油中有机硫的分布量主要取决于原煤中具有较高芳构化程度的噻吩硫结构的含量，而与脂肪、芳香族硫化物甚至单环噻吩硫的含量关系不大。

煤加氢热解高效转化及过程脱硫脱氮效应

系统考察了煤非催化加氢热解反应特性及过程脱硫脱氮效应，通过调整工艺条件，煤加氢热解的焦油收率视煤种不同可高达５０％～７０％，占煤热解总转化率的７０％～８０％，表现出很高的选择性，而不同煤种热解过程的氢利用效率对氢压的变化均存在一个峰值压力．煤热解的过程总脱硫率可高达７０％以上，煤中几乎所有硫铁矿硫被脱除殆尽，残留在热解半焦中的微量硫的形态分布主要表现为硫酸盐硫，热解半焦为洁净固体燃料，而热解焦油的硫分布量密切取决于与煤变质程度有关的有机硫的形态结构．该工艺的过程脱氮效应的强弱与煤变质程度密切相关，兖州煤的脱氮率视氢压不同在２５％～４６％之间，而红庙煤从固体产物中脱除的氮几乎全部迁移、富集至焦油产物中．

煤非催化加氢热解过程中脱硫脱氮效应及硫变迁特性

采用５ｇ固定床热解反应器和在线热解质谱，对煤加氢热解过程的脱硫脱氮效应及硫变迁特性进行了考察。结果表明，煤中几乎所有硫铁矿硫被脱除殆尽，半焦中残存的微量硫主要表现为硫酸盐硫。而热解过程中硫往焦油产物组分的变迁、转移主要取决于煤中噻吩类含硫化物的不完全氢化还原反应，而与煤中其它有机硫化物的含量关系不大，从而使高噻吩煤难于获得低硫甚至无硫洁净焦油产物。同时发现，由于氢传质扩散的相对滞后，微量硫与煤中内在氧发生氧化反应，生成ＳＯ２。与加氢热解脱硫效应相比，有机氮的脱除非常困难，且与煤种密切相关。兖州煤脱氮率视工艺条件可达２５～４５％，而红庙煤大部分含氮化合物则从固体产物转移至焦油组分中。