[发明专利]一种应用脱灰煤进行程序升温法来测量煤中形态硫的测定方法

说明书

技术领域

本发明属于分析检测技术领域，特别涉及一种应用脱灰煤进行程序升温法来测量煤中形态硫的测定方法。

背景技术

我国是一个以煤炭为主要能源的国家，煤炭占我国能源消费总量的70％。然而煤炭中的元素硫是一种对环境有危害的元素。当二氧化硫和三氧化硫释放到大气中时会产生酸雨。由于一些碱性金属硫酸盐的熔点比较低，当含硫气体与金属表面接触时会使金属生锈或者被腐蚀。一些含硫化合物对环境、健康和安全可能有危害。目前，煤的主要利用方式有燃烧、热解、气化和液化等。如何控制煤的使用过程中硫的排放，首先需要弄清楚在这些过程中硫的形态变化规律。然而目前煤中不同形态的硫含量的测定仍然是一个难题。

现在最常用的就是根据国标(GB215-82)用化学法来测煤中的不同形态的硫含量，但是这种测量方法不能给出有机硫的具体形态。另一种方法就是对原煤程序升温还原或程序升温氧化法，通过测量热解过程中释放的含硫气体的释放速率来反推原煤中有机硫的形态。然而这一过程中存在着H₂S或SO₂被煤灰中的矿物质固定，使得测量不精确。XPS和XANES也可以测煤中的形态硫，但XPS测得是表面的硫含量。XANES需要较大的真空，成本较高。

发明内容

为了克服上述现有技术尤其是使用原煤程序升温氧化法或程序升温还原法来测煤中不同形态硫含量的缺点，本发明的目的在于提供一种应用脱灰煤进行程序升温法来测量煤中形态硫的测定方法，可以有效地测量煤中不同形态的硫含量，测量过程简单，测量结果更加准确。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种应用脱灰煤进行程序升温法来测量煤中形态硫的测定方法，将煤先进行脱灰，然后脱灰煤进行程序升温还原或程序升温氧化，使脱灰煤中的硫转化成H₂S或SO₂，然后对H₂S或SO₂逸出曲线进行分峰，反推出煤中不同形态的硫含量。

本发明使用脱灰煤代替原煤，这将减少矿物质对H2S或SO2的影响，提高测量结果的精确性。

所述程序升温还原或程序升温氧化过程中，升温速率5℃/min，从室温加热到900℃，采用氮气或空气作载气，流速为200ml/min。

所述H₂S或SO₂逸出曲线通过质谱仪在线检测得到。

所述分峰用高斯软件实现，高斯分峰软件在origin里实现，打开origin软件，选定待处理的H₂S或SO₂曲线，选择Analysis/Fit Multi-peaks/Gaussian，设置峰个数，然后拟合，系统自动完成高斯多峰拟合，输出每个峰的峰面积(该软件为行内常用软件)。

将H₂S或SO₂逸出曲线分为4个峰，根据逸出先后顺序分别对应脂肪硫、芳香硫、黄铁矿硫和噻吩硫。根据逸出峰的面积来确定煤中不同形态的硫含量，煤中某种形态硫含量占总硫的百分比通过如下公式来确定：其中X_i是某种形态硫占总硫的百分比，A_i是经过分峰后这种形态硫的峰面积，n是所分峰的个数，通常是4，按照H₂S或SO₂逸出的先后顺序这四个峰依次对应的是脂肪硫、芳香硫、黄铁矿硫和噻吩硫。

所述将煤先进行脱灰的方法为：

称取粒度小于100目的煤样，加入盐酸l升，在55～60℃的恒温水浴中加热1小时，连续搅拌；随后将煤样转移到塑料烧杯中，加入1升氢氟酸，在55～60℃的恒温水浴中加热1小时，溶解，过滤；然后将煤样转移至烧杯中，加入盐酸1升，重复用恒温水浴加热操作，将酸处理的煤样过滤，用蒸馏水洗涤，直至用稍酸银检测滤液无氯离子存在；将脱除矿物质的煤样在烘箱中于105℃烘12小时，然后置于干燥器中备用。