The Formation Models of Sulfur in the Late Permian Coal of Sichuan

On the basis of the study on the occurrence and distribution of sulfur in the Late Permiau high-sulrur coals of Sichuan .Southwest China,the paper discusses the geological ractors influencing sulfur occurrence in coals, and suggests two evolutionary motlels, i. e. a directly depositional pyrite series(euhedral crystal→aggregate→glomerocryst ) and complex genetic series (mini→granular, framboid→spherical→nodular,lumpy pyrite). They are of theoretically and actually important significance not only in the explanation to the difference in composition of varioas types of coal pyrites,but also in the understanding of the mechanism of physical properties (magnetic,surface property) of pyrites. By a comprehansive analysis,a genetic model of sulfur in the Late Permian coal of Sichuan has been established.

Sulfur-accumulating Model of Superhigh Organosulfur Coal From Guiding, China

Superhigh organosulfur coal has received considerable attention 'chemically as well as geologically,because from it we could get much useful chemical information for removing organosulfur from coal.By studying it, we could also find out the factors af-

六盘水煤田陈家沟煤矿煤中硫的分布特征及成因探讨

六盘水煤田主要含煤地层为二叠世阳新统龙潭组,为一套海陆交互相多旋廻沉积地层,该地层在六盘水煤田沉积厚度大,分布范围广,含煤层数较多。煤岩成分和煤岩类型,尤其是显微煤岩类型和显微煤岩成分的含量与分布最能反映成煤的环境,各种煤岩成分信息蕴含了泥炭沼泽形成时的诸多环境信息。通过对陈家沟煤矿大量的勘探工作,对矿区内各煤层共采取800余份样品进行化验测试分析结果揭示,矿区内煤层硫分变化较大,原煤干燥基全硫为0.12%~9.75%,平均1.85%,区内煤中硫分呈上下高,中间低,且底部高于上部的特点,煤中硫的形成及变化受海进海退的变化影响,过渡相中形成的煤硫分质量分数偏高的特点,而浮煤中的硫化铁硫和硫酸盐硫有较大程度的降低,说明煤中的无机硫易洗选,对后期的煤的洗选利用起到指导作用。

沁水盆地榆社—武乡区块二叠系煤系页岩储层地质建模及“甜点”预测

沁水盆地煤系页岩气资源丰富,但勘探开发处于初期阶段。基于钻井、测井和地震解释资料,结合有机地球化学与储层物性实验测试数据,通过三维地质建模技术,建立了沁水盆地榆社—武乡区块二叠系山西组底部—太原组上部煤系页岩地质模型,并预测了煤系页岩气“甜点”区。研究结果表明:(1)沁水盆地榆社—武乡区块石炭系—二叠系煤系地层模型反映了煤系页岩储层的发育主要受控于构造活动,呈“东浅西深、整体连续”的分布格局。(2)基于序贯指示法建立沉积相模型,指示研究区在太原期—山西期由海陆过渡相转变为近海陆相沉积环境,为稳定优质页岩储层的形成提供了有利的沉积环境。(3)通过相控属性建模实现了储层参数空间分布模拟和精细表征,泥地比、孔隙度、含气量、总有机碳含量和镜质体反射率的平均值分别为0.57,10.02%,1.21 m^(3)/t,2.18%,2.45%,揭示了研究区煤系页岩较好的储集能力、含气性、有机质丰度和资源潜力,脆性指数模型指示出页岩压裂后的有利区带。(4)在精细三维地质建模的基础上,将三维网格单元赋值积分,计算研究区二叠系煤系页岩气地质资源量为1 344.98×10^(8)m^(3),运用层次分析法和模糊评价法预测页岩气“甜点”区,Ⅰ类“甜点”区为地质与工程双重甜点,分布于研究区东北部、中部和西北部局部区域。

四川晚二叠世煤中硫与成煤环境的关系

本文从沉积学、成煤环境、地球化学等方面研究了煤中硫的分布规律，并详细阐明了煤中硫与成煤环境的关系。研究表明：煤中硫的赋存状况，不仅受成煤环境的影响，而且受其顶板沉积环境的影响。成煤环境奠定了煤中硫的分布基础，而顶板环境则是促使煤富硫、高硫的重要因素。微咸水浑水潮坪的顶板沉积环境，导致了下伏煤高黄铁矿硫。

石灰石在煤燃烧过程中固硫反应机理研究进展

对石灰石在煤燃烧过程中固硫反应的机理和模型研究进展进行了较为详细的评述，指出碳酸钙的硫酸化作用主要有四种不同的机理， 并且提出了若干石灰石炉内脱硫的研究方向．

煤有机硫赋存形态模拟与微生物脱硫研究进展

分析了煤的有机质结构和煤中有机硫赋存形态的复杂多样性 ,依据煤化学结构模型的预示以及煤化程度加深对芳核缩合程度增加的基本规律 ,探讨了模型化合物选择的理论依据及其规律性 ,归纳了微生物降解煤中有机硫的三种典型机理 ,综述了 DBT,NTH,BTH和 BMS等模型化合物及其部分衍生物微生物脱硫的研究进展 ,提出了运用多模型化合物选育降解煤中有机硫的微生物、多菌群复合培养和单一菌株广谱脱硫性能研究的新理念 。

磷石膏还原分解过程中CaS的产生机理分析

在N2气氛下,利用热重分析仪和管式炉,研究了不同粒径还原剂高硫煤条件下磷石膏分解过程中CaS的产生机理.结果表明:在1 000～1 150℃的范围内,CaS主要是由磷石膏中的CaSO4与高硫煤气化产生的CO反应产生.在CaSO4分解过程中CaS与CaO的生成反应存在明显的平行竞争现象.CaS的产生机理可以通过缩芯模型进行合理解释.对磷石膏分解的固相及气相产物进行的物性分析表明,不同粒径高硫煤对CaS生成量的影响主要是通过控制煤粉气化过程及后续反应来实现的.

贵州晚二叠世煤中硫同位素的组成特征

报道了贵州主要开采矿山晚二叠世煤中不同形态硫的同位素组成特征。形成于海水影响较小环境中的煤以低的硫含量 ,偏正的δ34S值为特点 ;形成于海相或受海水影响较大的环境中的煤 ,则具有高的硫含量和偏负的δ34S值 ;在高硫含量的煤中 ,有机硫和无机硫具有弱的相关性 ,可能它们具有一致的来源 ;煤中有机硫的同位素组成对成煤环境是灵敏的 ,可作为成煤环境划分指标 ,根据有机硫含量和同位素组成 ,可分出海水对煤层的影响程度。

胜利油田石炭-二叠系煤成气生成模式

胜利油田在所属的临清坳陷东部和济阳坳陷发现了石炭-二叠系煤成气,根据该煤系烃源岩的分布与性质、所处构造单元及其演化特征分析,发现隆起、凸起、低凸起、斜坡和洼陷深部等5个构造单元的生烃史存在明显差别。将煤岩一次和二次生烃模拟实验得到的活化能等动力学参数与不同构造单元的埋藏史相结合,建立了不同构造单元煤成气生成量与地质年代的数量关系,得到了5种煤成气生成模式:隆起区中晚期不生烃模式;凸起区晚期不生烃模式;低凸起晚期成熟—高熟生烃模式;斜坡带晚期成熟—高熟生烃模式;深洼带晚期过熟生烃模式。研究表明:临清坳陷东部洼陷带、惠民凹陷南坡、沾化凹陷罗家斜坡带、车镇凹陷东部斜坡带、埕东凸起北部斜坡带等发育高成熟气源灶,斜坡带及周边地区是最为有利的煤成气勘探区。

煤含硫模型化合物的介电响应特性及其对微波脱硫的影响

为揭示煤炭微波脱硫中的微波作用机制,利用传输反射法分析了煤中含硫与不含硫模型化合物的介电特性以及含硫模型化合物对净煤样介电性质的影响,并在微波联合氧化助剂条件下研究了其介电特性对脱硫率的影响。结果表明:含硫模型化合物的介电常数实部ε'、虚部ε″和损耗角正切tanδ均大于结构相似的不含硫模型化合物,其中二苯二硫醚、二苯并噻吩砜、二苯砜具有自己的特征峰位,因此可以通过调节微波频率实现煤中含硫组分的选择性加热;当净煤样负载含硫模型化合物后,混合样品的ε'发生了较显著的变化,而ε″和tanδ与净煤样相差不大,但在混合样品的ε″和tanδ变化曲线中明显出现相应模型化合物的特征峰,因此可以通过调节微波频率实现高有机硫煤的选择性脱硫。脱硫实验结果表明在微波联合氧化助剂的条件下,ε″和tanδ高的硫醚类的脱硫率明显大于噻吩类,且二硫醚更易于被氧化脱除。

鄂尔多斯盆地东缘临兴中区煤系气富集地质条件及成藏模式

鄂尔多斯盆地东缘临兴区块中部(以下简称临兴中区)含煤岩系分布范围广、厚度大及有机质热成熟度高,是极具潜力的煤系气勘探目标。但是,对煤系气储层地质条件及富集成藏机制认识不清制约了该地区煤系气的高效勘探。为此,在对临兴中区煤系气生储盖特征分析的基础之上,结合煤系储层含气性特征,剖析了煤系气的分布特征及其共生关系,综合构造、岩浆热作用、沉积和水动力等控制因素,探讨了该区煤系气的成藏模式。研究结果表明:①充足的气源供应、相互叠置煤系储层的广泛分布以及良好的盖层条件为临兴中区煤系气的富集成藏提供了基础条件;②受构造特征和含气性特征的影响,煤系气分布可划分为3个区带,其中紫金山隆起区以煤层气自生自储为主,环紫金山向斜区以煤层气、致密砂岩气、页岩气三气自生共储为主,平缓构造区以煤层气、致密砂岩气两气自生共储为主;③构造演化、岩浆活动、沉积地质及水文地质等因素对临兴中区煤系气富集成藏均有影响。结论认为,研究区煤系气成藏类型主要为岩浆热侵—断层逸散型、向斜—水动力封堵型和岩性—水动力封堵型,研究成果为该区煤系气的精细勘探指明了方向。

基于FTIR,XPS与CAMD的高硫焦煤大分子模型构建

以一种高硫焦煤为研究对象,通过元素分析,初步了解煤中各种元素的相对含量,并计算氢碳比;通过对傅立叶红外光谱的分段拟合,初步定量分析部分影响煤炭大分子结构的官能团,并依此计算芳氢率、芳碳率等煤炭大分子结构参数;通过X射线光电子能谱分析,确定煤中硫元素的存在形式及相对含量。最后利用计算机辅助分子设计(CAMD)技术构建高硫焦煤的大分子结构模型,并进行初步的构型优化及设计评价。

山西高硫气肥煤结构表征与分子模型构建

气肥煤是炼焦煤的主要煤种之一,研究高硫气肥煤的结构并构建分子结构单元模型,对气肥煤脱硫提质,优化炼焦配煤,节约优质炼焦煤资源具有重要意义。选择山西高阳矿区高硫气肥煤,利用FTIR,(13)C CP/MAS-NMR, XPS等测试分析方法表征煤中碳、氧、氮、硫赋存特征,结合煤质分析结果,计算芳香结构、脂肪结构和杂原子结构参数,并构建高阳高硫气肥煤分子结构单元模型。研究结果表明:与芳环上π电子形成的羟基π氢键是高阳高硫气肥煤最主要的羟基结构,占比为73.20%,羟基自缔合氢键、醚氧键与羟基形成的氢键含量较高,占羟基总量的24.38%,游离羟基含量仅占2.42%,煤中缔合结构以多聚体形式为主。含氧官能团主要以共轭羰基和酚羟基的形式存在,芳基醚和羧基含量较少。亚甲基是最主要的脂肪烃结构,占比为41.85%,甲基、次甲基占比分别为29.86和28.29%。芳香烃结构主要有苯环五取代、苯环三取代和苯环四取代三种形式,占比分别为41.42%, 30.65%和19.82%。芳氢率和芳碳率分别为0.34~0.35和0.73~0.77,芳核平均结构尺寸Xb为0.43。煤中噻吩、(亚)砜、硫醇(醚)和无机硫含量分别为35.90%, 27.61%, 18.40%和18.09%。氮主要以吡啶和吡咯结构存在,质子化吡啶和氮氧化物较少。通过对煤结构的表征,设计分子结构单元中有芳香烃碳原子118个,羧基和羰基共5个,脂肪烃碳原子35个,氧、硫、氮原子各8、 2、 2个;根据煤中杂原子结构解析结果,确定分子结构模型单元中包含噻吩、亚砜、吡啶、吡咯、酚羟基、醚氧键等官能团。以此研究为基础构建分子式为C(165)H(128)O8N2S2的高阳高硫气肥煤分子结构单元模型。

华恒高硫煤硫分分布规律研究

通过对汶南华恒高硫煤各粒级和密度级硫分进行测定分析,探讨了其硫分随粒度和密度的变化规律,利用Design-Expert软件,确定出试验煤样中黄铁矿硫分随粒度和密度变化规律的数学模型。利用该模型可以较准确地预测华恒高硫煤中不同密度级和粒度级的黄铁矿硫分,为确定高硫煤中黄铁矿解离粒度提供了新途径。

山西炼焦煤中有机硫模型化合物介电性质研究

利用XPS分析方法表征煤中有机硫组分,选择与煤中有机硫结构相关的模型化合物,通过同轴传输反射法测试模型化合物介电性质,为微波脱除煤中有机硫的应用提供理论依据。研究表明,山西高硫炼焦煤中有机硫主要以三种形态赋存:硫醇(醚)类、噻吩类和(亚)砜类。三类有机硫模型化合物对微波能吸收最强频段基本在9-12GHz范围内,在理论上,该频段是在微波作用下脱除煤中有机硫的最佳频率条件。当模型化合物中具有不同有机含硫基团时,在低频段对微波的响应值得深入研究。

软煤储层顶板水平井穿层工况下压裂缝扩展模型

为了探索煤层顶板中水平井向目标层穿层压裂的裂缝扩展规律,以华北石炭–二叠纪煤田为例,运用断裂力学、损伤力学以及流体力学等经典理论并结合现场实测资料,开展了压裂缝延伸距离与压裂时间时空演化规律的建模与验证。首先,基于原生裂缝特性、渗透特性以及压裂射孔段附加应力等因素,提出了顶板水平井垂向造缝的起裂压力计算公式;其次,在考虑裂缝性煤岩体损伤效应的基础上,引入Dougill损伤因子,将该计算模型拓展为延伸压力计算模型;最后,基于改进的经典PKN裂缝模型和压裂液滤失理论,建立了连续穿层工况下压裂缝延伸距离与压裂施工时间的函数关系。实践验证表明,根据理论模型合理调配时间参数,可以控制穿层裂缝的延伸距离。

基于3DMINE生物脱硫技术的应用

论述了煤炭脱硫方法主要有燃烧前的物理方法、化学方法和生物方法，燃烧中的固硫技术及燃烧后的烟道气脱硫技术，提出目前可行且环保的脱硫方法主要是选煤技术脱硫与生物技术脱硫。阐述了有机硫、无机硫的脱除机理，提出了生物脱硫方法主要有微生物浸出法、微生物浮选法及微生物絮凝法，并对3种方法的优缺点进行分析。基于3DMINE软件，选用距离幂次反比法对钻孔进行插值以生成矿体，选用普通克里格法对矿体赋以含硫率，并最终建立矿体三维模型。采用燃烧前物理与生物结合方法对某矿进行脱硫分析，结果表明：6—2煤层含硫量为0．59％-1．00％的区域无需脱硫，含硫量为1．00％～1．72％的区域进行选煤脱硫。含硫量为1．72％-2．47％的区域进行生物脱硫，而2．47％～2．93％区域生物脱硫后的含硫量为1．00％～1．19％，还应进行有机硫的脱除。

焦炭硫分的影响因素及预测研究

选取不同煤阶且硫分不同的24种炼焦煤作为实验用煤,研究了影响单种煤焦炭中硫分含量的因素;并设计了12种配煤方案,研究了SCO炉配合煤的硫迁移及配合性能,得到了一种新的焦炭质量控制模型。用模型预测出的焦炭硫分含量与实际测得焦炭硫分含量的误差均不高于0.04,满足国家标准。24种单种煤中的硫以有机硫为主,硫铁矿硫所占质量分数较小,硫酸盐硫所占质量分数最小。焦中的硫依然以有机硫为主。煤焦转化过程中,三种形态硫的脱除能力不同。硫酸盐硫很稳定,基本不会发生变化,硫铁矿硫脱除能力较强,而有机硫脱除能力较弱。焦炭硫分含量主要取决于煤中有机硫含量。

空气分级耦合与不耦合多孔壁风工况下煤粉燃烧特性的数值模拟研究

为探究多孔壁风对煤粉燃烧特性及高温腐蚀的影响,利用AnsysFluent软件开展了空气分级耦合与不耦合多孔壁风工况的数值模拟研究,并采用用户自定义函数法编译了焦炭气化反应、硫释放和含硫组分气相反应等模型的宏文件。通过对比2工况的空气动力场、温度场和浓度场,可知:1)多孔壁风可在主燃区和还原区壁面形成新鲜气流,阻止烟气冲刷壁面。2)多孔壁风不会破坏燃烧组织,也不会提高主燃区火焰温度。3)新鲜气流中O2浓度超过1.5%,在壁面附近形成氧化性气氛,将H2S、COS和CS2氧化为SO2,防止高温腐蚀。