對新疆哈密地區(qū)萬向煤中氯的含量及空氣氣氛下氯的釋放行為進行了實驗研究,結合水洗、密度分級、TG-MS、XPS、XRD及SEM-EDS等方法探討了氯在原煤及燃燒產(chǎn)物中的分布規(guī)律,初步揭示了萬向煤中氯在程序升溫過程中的揮發(fā)遷移路徑.結果表明:萬向原煤中氯含量高達1.17%,其中有92%是以離散的無機離子態(tài)均勻地分布在煤的孔隙中,8%是以有機形式存在.氯的釋放主要分為兩個階段:在煤低溫氧化階段,原煤中有機形式的氯主要以HCl、Cl₂及有機氯等形式釋放,釋放量約占總氯比例13%,且此時原煤中無機形態(tài)的氯部分結合鈉聚合成NaCl晶體,部分轉化成有機形式的氯吸附在煤的微孔表面;溫度升高至560～750℃,灰中氯全部以NaCl礦物存在,總量（占總氯的87%）基本不變;在750～960℃時,灰中剩余的氯主要以NaCl形式隨著溫度的升高迅速釋放,在960℃時殘留的氯占比僅為0.58%. 

【文章來源】：燃燒科學與技術. 2020,26(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

固定床臺架

原煤水洗前后XPS分峰結果如圖2所示，經(jīng)過分峰擬合計算可知原煤中約92%為無機氯，這與原煤中水溶性氯的占比一致(表2)，而水洗之后，殘留的氯76%為有機形態(tài)的氯，只有24%為無機形態(tài)的氯，可見無機水溶性氯為原煤中氯的主要賦存形態(tài).同時可以發(fā)現(xiàn)原煤中水溶性氯與鈉摩爾比為1.113，接近于1，而郭帥等[11]在澳大利亞褐煤中發(fā)現(xiàn)了NaCl礦物，因此猜想原煤中的氯、鈉可能直接以NaCl晶體形式存在．為了減少有機質(zhì)的影響，對原煤進行密度分級，XRD分析結果如圖3所示，一般情況下低密度級煤中鏡質(zhì)組含量較高，礦物含量很少，有機質(zhì)含量很高，而中密度級中含有的內(nèi)在礦物較多，高密度級則含有大量獨立存在的外在礦物質(zhì)[12]，但在原煤的各密度級中均沒有發(fā)現(xiàn)Na Cl晶體，但除WX4以外，WX1、WX2、WX3密度級的低溫灰中均存在Na Cl晶體，由此可見原煤中的氯主要存在于煤的有機質(zhì)中，而與重礦物沒有聯(lián)系．由原煤的SEM-EDS(圖4)結果可知，原煤中的氯、鈉基本均勻分布在煤基質(zhì)中．研究表明[13]，新疆煤田多為內(nèi)陸湖泊相成煤，地下水中的鈉、氯離子是原煤中氯、鈉元素的主要來源，由于煤的變質(zhì)程度低，孔隙率高，吸水性強，在煤體與地下水的長期穩(wěn)定接觸中，可以將地下水中的氯、鈉離子富集在煤的孔隙結構中．綜合以上結果，可以推測萬向原煤中的氯92%以離散的無機離子態(tài)均勻地分布在煤的孔隙中，8%以有機形式存在．

為了減少有機質(zhì)的影響，對原煤進行密度分級，XRD分析結果如圖3所示，一般情況下低密度級煤中鏡質(zhì)組含量較高，礦物含量很少，有機質(zhì)含量很高，而中密度級中含有的內(nèi)在礦物較多，高密度級則含有大量獨立存在的外在礦物質(zhì)[12]，但在原煤的各密度級中均沒有發(fā)現(xiàn)Na Cl晶體，但除WX4以外，WX1、WX2、WX3密度級的低溫灰中均存在Na Cl晶體，由此可見原煤中的氯主要存在于煤的有機質(zhì)中，而與重礦物沒有聯(lián)系．由原煤的SEM-EDS(圖4)結果可知，原煤中的氯、鈉基本均勻分布在煤基質(zhì)中．研究表明[13]，新疆煤田多為內(nèi)陸湖泊相成煤，地下水中的鈉、氯離子是原煤中氯、鈉元素的主要來源，由于煤的變質(zhì)程度低，孔隙率高，吸水性強，在煤體與地下水的長期穩(wěn)定接觸中，可以將地下水中的氯、鈉離子富集在煤的孔隙結構中．綜合以上結果，可以推測萬向原煤中的氯92%以離散的無機離子態(tài)均勻地分布在煤的孔隙中，8%以有機形式存在．圖4 原煤SEM-EDS結果

【參考文獻】：
期刊論文
[1]準東煤及配煤的礦物相變及熔融機理[J]. 唐詩,傅培舫,劉洋,龔宇森.  燃燒科學與技術. 2019(04)
[2]準東煤中鈉的賦存形態(tài)及蒸發(fā)冷凝特性[J]. 雷宇霆,傅培舫,唐詩,岳芳,別康,劉洋.  燃燒科學與技術. 2019(02)
[3]高鈉煤中鈉的賦存形態(tài)研究[J]. 郭帥,霍曉東,宋雙雙,蔣云峰,趙建濤,房倚天.  燃料化學學報. 2017(10)
[4]準東煤中鈉的賦存狀態(tài)[J]. 白向飛,王越,丁華,朱川,張宇宏.  煤炭學報. 2015(12)
[5]離子色譜法測定煤炭中氯[J]. 曾澤,任玉偉,林曉梅.  化學工程師. 2015(11)
[6]高鈉煤燃燒利用現(xiàn)狀[J]. 張守玉,陳川,施大鐘,呂俊復,王健,郭熙,董愛霞,熊紹武.  中國電機工程學報. 2013(05)
[7]煤中氯的測定及賦存形態(tài)探討[J]. 陳欣娟.  陜西煤炭. 2003(01)
[8]煤燃燒過程中氯析出特性的試驗研究[J]. 蔣旭光,徐旭,嚴建華,何杰,池涌,岑可法.  煤炭學報. 2002(04)
[9]談談煤中氯及其危害[J]. 田恒.  煤質(zhì)技術. 1994(03)



本文編號：3544166