隨著煤炭開(kāi)采和利用的不斷加深,優(yōu)質(zhì)煉焦煤出現(xiàn)了嚴(yán)重的短缺,部分硫含量過(guò)高的低品質(zhì)煉焦煤又不能得到合理利用,因此尋找一種有效的脫除煤中硫的方法是目前研究的重點(diǎn),本文采用微波輻照的方法對(duì)煤中硫分進(jìn)行脫除。選擇我國(guó)有機(jī)硫含量較高的幾個(gè)代表性的煉焦煤樣,采用XRD、XPS和XANES等手段表征了煤中礦物質(zhì)和有機(jī)硫賦存；利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)定了煤樣及篩選模型化合物在0.1～6GHz和6～16GHz頻率范圍的微波介電特性,并考察了水分、礦物質(zhì)和有機(jī)硫模型化合物對(duì)煤樣宏觀介電性質(zhì)的影響；結(jié)合量子化學(xué)理論并借助Materials studio軟件計(jì)算,探討了不同含硫組分的化學(xué)反應(yīng)活性和碳硫鍵的斷裂難易程度,利用軟件中的電場(chǎng)添加功能,揭示微波電磁場(chǎng)在含硫鍵斷裂過(guò)程可能會(huì)存在的特殊作用；在以上研究基礎(chǔ)上開(kāi)展了高有機(jī)硫煉焦煤微波脫硫試驗(yàn)探索。獲得的主要結(jié)論如下：1.所選高硫煉焦煤中有機(jī)硫含量約占總硫的70%～80%,有機(jī)硫類型分為硫醇硫醚、噻吩、亞砜和砜型硫,其中噻吩硫在有機(jī)硫中所占比例較高,達(dá)到50%～70%,砜型硫的含量較低；煤中無(wú)機(jī)硫含量相對(duì)較低且主要為黃鐵礦硫。2.采用傳輸反射法對(duì)煤樣、篩選礦物質(zhì)和...

【文章頁(yè)數(shù)】：174 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 前言
    1.2 選題的背景及意義
    1.3 研究?jī)?nèi)容及方法
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 擬解決問(wèn)題
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 煤炭物理脫硫
    2.2 煤炭化學(xué)脫硫
    2.3 煤炭微生物脫硫
    2.4 煤炭微波脫硫技術(shù)
        2.4.1 微波脫硫理論基礎(chǔ)
        2.4.2 煤炭介電特性研究進(jìn)展
        2.4.3 煤炭微波脫硫研究進(jìn)展
    2.5 本章小結(jié)
3 試驗(yàn)設(shè)備及分析測(cè)試方法
    3.1 試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)試劑
        3.1.1 微波輻照試驗(yàn)設(shè)備
        3.1.2 其他設(shè)備
        3.1.3 試驗(yàn)用主要試劑
    3.2 樣品成分表征方法
        3.2.1 煤樣性質(zhì)分析方法
        3.2.2 X射線光電子能譜測(cè)試
        3.2.3 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀
        3.2.4 X射線衍射測(cè)試
        3.2.5 傅里葉紅外光譜測(cè)試
        3.2.6 穆斯堡爾譜測(cè)試
        3.2.7 XANES測(cè)試
    3.3 煤樣脫硫率的計(jì)算方法
    3.4 本章小結(jié)
4 煤樣性質(zhì)分析
    4.1 煤質(zhì)分析
    4.2 煤樣中礦物質(zhì)分析
    4.3 煤樣中硫的XPS譜圖分析
    4.4 煤樣中硫的XANES譜圖分析
    4.5 煤樣的紅外光譜分析
    4.6 本章小結(jié)
5 煉焦煤微波介電特性及影響因素研究
    5.1 介電基本原理與測(cè)試方法
        5.1.1 介電基本原理
        5.1.2 介電性質(zhì)測(cè)試方法
    5.2 煤的微波介電特性
        5.2.1 不同變質(zhì)程度煉焦煤樣介電性質(zhì)
        5.2.2 煉焦煤的介電性質(zhì)
        5.2.3 不同密度級(jí)煤樣介電性質(zhì)
    5.3 篩選模型化合物的介電性質(zhì)
        5.3.1 煤中礦物質(zhì)介電性質(zhì)
        5.3.2 樣品煤及篩選礦物質(zhì)在微波場(chǎng)中的升溫速度
        5.3.3 有機(jī)硫模型化合物的微波介電性質(zhì)
        5.3.4 礦物質(zhì)對(duì)煤樣介電性質(zhì)的影響
        5.3.5 有機(jī)硫模型化合物對(duì)煤樣介電性質(zhì)的影響
    5.4 較高頻段煉焦煤及含硫組分的介電性質(zhì)
    5.5 諧振腔法測(cè)定煤樣的介電性質(zhì)
    5.6 煉焦煤的吸波特性
    5.7 本章小結(jié)
6 煉焦煤含硫組分的量子化學(xué)研究
    6.1 理論基礎(chǔ)和計(jì)算軟件介紹
        6.1.1 量子化學(xué)計(jì)算的基本原理
        6.1.2 Materials studio軟件概況
    6.2 黃鐵礦硫的量子化學(xué)研究
        6.2.1 模型建立與計(jì)算參數(shù)設(shè)定
        6.2.2 計(jì)算結(jié)果與分析
    6.3 煉焦煤中有機(jī)硫模型化合物的量子化學(xué)研究
        6.3.1 模型化合物選擇與計(jì)算參數(shù)設(shè)定
        6.3.2 計(jì)算結(jié)果與分析
        6.3.3 煤分子中含硫鍵裂解能計(jì)算
    6.4 典型含硫分子結(jié)構(gòu)對(duì)外加電場(chǎng)的響應(yīng)
        6.4.1 硫醇對(duì)外加電場(chǎng)的響應(yīng)
        6.4.2 硫酚對(duì)外加電場(chǎng)的響應(yīng)
        6.4.3 硫醚對(duì)外加電場(chǎng)的響應(yīng)
        6.4.4 噻吩對(duì)外加電場(chǎng)的響應(yīng)
    6.5 本章小結(jié)
7 煤的微波脫硫試驗(yàn)研究
    7.1 微波輻照脫硫試驗(yàn)
        7.1.1 水分含量對(duì)微波脫硫的影響
        7.1.2 粒度對(duì)微波脫硫的影響
        7.1.3 頻率對(duì)微波脫硫的影響
        7.1.4 微波輻照前后煤樣的XRD分析
        7.1.5 微波輻照前后煤樣的穆斯堡爾譜分析
        7.1.6 微波輻照前后煤樣的XPS分析
        7.1.7 微波輻照前后煤樣萃取液的GC-MS分析
    7.2 微波-氧化助劑協(xié)同脫硫
        7.2.1 微波脫硫氧化助劑的選擇
        7.2.2 冰醋酸和過(guò)氧化氫條件下微波脫硫試驗(yàn)研究
    7.3 微波與堿液協(xié)同脫硫
        7.3.1 微波與氫氧化鈉協(xié)同脫硫試驗(yàn)研究
        7.3.2 試驗(yàn)后產(chǎn)物分析
    7.4 本章小結(jié)
8 結(jié)論
    8.1 結(jié)論
    8.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    8.3 存在問(wèn)題及展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介及讀博期間主要科研成果



本文編號(hào)：3980754