2013年第38卷第5期
能源技术与管理
Vol 38 No5
Energy Technology and Management
doi:10.3969/isn.1672-9943.2013.05.048
煤中
有机硫的测试硏究浅析
王岩,张静2
(1.江苏地质矿产设计研究院,江苏徐州221006:2.圣戈班徐州铸管有限公司,汇苏徐州221004)
[摘要]依据《煤中各种形态硫的測定方法》,运用化学法测定煤中
有机硫的质量分数,同时
运用
电子显微镜结合能量扩散X射线法和气相色谱一质谱法測定煤中
有机硫的质
量分数,由煤中有机硫自身的性质,结合实际检测測数据,分析了相关因素对煤中有
机硫的质量分数测定产生的影响。
关键词]煤;有机硫;化学法;能量扩散X射线法;气相色谱一质谱法
[中图分类号]TD711143[文献标识码]B[文章编号]16729943(2013)0540117-02
概述
硫0.3%~2.4%,而植物整体含硫量一般都小于
0.5%。一般煤中有机
硫含量较低,但组成很复杂,
煤是一种非均相的、以有机物为主并含有无主要由硫醚、硫醇、基化合物、噻昐类杂坏硫化物
机物的矿物混合物。硫是煤中最有害的化学成及硫醌化合物等组分或官能团所构成。这些结构
分。煤中硫是由元素硫、有机硫、黄铁矿硫和硫酸硫的有机物从干馏煤所得的焦油产品中都能够检
盐硫四部分组成。前三种硫均可燃烧,称为可燃硫测到,但不同的含硫有机物的组分和煤化程度深
或挥发硫。硫酸盐硫不能燃烧,称固定硫。一些煤浅有关。通常在高硫低煤化程度的煤中以含有低
中有微量的元素硫。虽然挥发硫可以燃烧放出
分子量的有机硫化物较多,而在高硫、煤化程度较
定的热量,但其燃烧产生物是SO2或SO气体。这深的煤中则以高分子量的有机硫化合物的比例较
种气体和水蒸气结合产生亚硫酸或硫酸蒸汽,当大
燜气流经低温受热面时,若金属受热面温度低于2.1化学法
硫酸蒸汽开始结露的温度(露点)时,硫酸蒸汽便
目前煤中有机硫测定的标准是《煤中各种形
在其上凝结而腐蚀受热面。SO2和SO3气体排出态硫的测定方法》(GB/215-2003)2。这个方法采
时也会污染大气,对人体和动植物都有危害。含硫用化学法分析煤炭样品,仪器分析法测定全硫
高的煤应通过洗选和加工等方法降低其
硫含量。(GB/T214-2003),化学法测定硫酸盐硫和黄铁矿
2013年1月,全国多地出现严重雾霾天气,硫,从全
硫含量中减去硫酸盐硫和黄铁矿硫中硫
空气质量严重污染。中国此次雾霾污染过程中,最的含量,间接得到有机硫的含量。
危险的是大量含氮的有机颗粒物,即二氧化硫、氮2.2电子显微镜结合能量扩散X射线法
氧化物和挥发性有机物等相互反应的产物。
测定煤中有机硫含量的另一利方法是用扫描
长期以来,对我国煤中硫分的研究主要偏重电子显微镜结合能量扩散X射线显微分析,全自
于煤中全硫的质量分数,而对煤中有机硫的质量动地测定煤中的有机硫。
分数研究较少,对煤中有机硫的脱出至今还未找
电子显微镜结合能量扩散X射线法是利用
到廉价、有效且实用的方法。因此,有必要对煤中能量探测器测定帯电粒子轰击煤样时,从硫中激
有机硫质量分数的测试方法进行研究,并为煤中发出特征射线,这种特征射线的强度与硫的浓度
有机硫的脱出研究提供参考
成正比,并使用已知硫的浓度作为标准进行校准,
得出煤中有机硫质量分数的测试方法
2媟中有机硫测定的方法
2.3气相色谱一质谱法
有机硫是指与煤的有机结构相结合的硫。由
采用气相色谱一质谱仪对煤样的
正丙醇萃取
于煤的有机质化学结构十分复杂,因此煤中有机液进行分析测试。正丙醇主要是通过渗透和萃取
硫的组成结构也极为复杂。有机硫主要来自成煤作用来脱出煤中的有机硫。正丙醇的醇羟基键能
植物中的蛋白质和微生物的蛋白质。蛋白质中含够破坏煤样中有机硫结构,正丙醇中略带正电性
2013年10月
118
王岩,等煤中有机硫的测试研究浅析
Feb.,2013
的碳原子与各硫化物中略带负电性的氧原子或硫
由于黄铁矿硫是煤中硫的主要组成部分,化
原子易生成某种络合物。结果表明,正丙醇萃取液学法、电子显微境结合能量扩散X射线法和气相
中主要含有2-氨基苤硫醇、4-甲基二苯并噻吩、色谱-质谱法三种测定方法受煤中黄铁矿硫的影
2-巯基苯并噻唑和苯乙硫瞇等硫化物。
响大。因为煤中的黄铁矿硫存在和集结地程度不
2.4三种方法数据分析
同,用酸不易除去,在煤中黄铁矿硫含量高的情况
对有机硫含量低的煤,由化学法得到的有机下,三种方法测定煤中有机硫含量的相对误差非
硫含量相对误差较大,如表1所示。化学法是通过常大,如表1所示。
全硫含量减去硫酸盐硫和黄铁矿硫中硫的含量
间接得到有机硫含量。测定全硫、硫酸盐硫和黄鉄3结论
矿硫中硫的含量三种误差都反映在有机硫含量计
煤中有机硫的测定非常复杂,结合实际检测
算结果上。同一实验室分析结果可能有10%的误数据,分别对化学法、电子显微镜结合能量扩散X
差,不同实验室重复分析的误差高达20%。
射线法和气相色谱一质谱法三种方法加以评述。化
表1三种方法测定煤中有机硫的结果
学法是目前煤中有机硫测定的标准方法,但对有
煤样化学法电子显微镜结合能量气相色谱-
化学法机硫含量低的煤,由化学法得到的有机硫含量相
扩散メ射线法%质谱法%外检样%对误差较大。电子显微镜结合能量扩散ⅹ射线法
0.25
和气相色谱一质谱法测试技术尚不成熟,对有机硫
0.67
0.65
0.71
含量高的煤,电子显微镜结合能量扩散X射线法
和气相色谱一质谱法给出的有机硫的值就相对较
3.66
2.31
3.74
对有机硫含量低的煤,用电子显微鏡结合低。所撰论文仅供同行参考
量扩散X射线法和气相色谱-质谱法得到的有机
[参考文献
硫含量值就与化学法得到的值基本一致。然而,
「1}罗颖都,刘牕庆.煤质及化验基础知识[M].北京:机
对有机硫含量高的煤,电子显微镜结合能量扩散
械工业出版社,1985
X射线法和气相色谱一质谱法给出的有机硫的值
[2中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.煤中各
种形态硫的测定方法(GB/T215-2003)「M.北京:中
就相对较低。其误差可能系由于在化学法中黄铁
国标准出版社,2003
矿杂质抽提的不完全;大量的硫酸盐和黄铁矿可
能分布在微细的分散体中,用酸也不易除去,导致
[作者简介]
硫酸盐硫和黄铁矿硫含暈低,因而计算得出有机
王岩(1984-),女,助理工程师,毕业于江苏大学环境
硫的值就高。
工程专业,现在江苏地质矿产设计研究院从事煤质分析和
室内环境检测工作。
收稿日期:2013-03-29
(上接第105页)善相关措施,使规程的编制更加能达到建下采煤的预期效果。
科学合理。
[参考文献
6结论
1]煤炭科学硏究总院北京开采硏究所.地下开采现代化
技术理论与实践[Ml.北京:煤炭工业出版社,2000
随着矿井储量的日益减少,充分利用煤炭资12]范立民.论保水采煤问题[J!.煤田地质与探
源,合理地对建下储量进行回收,减少国家资源的
展开阅读全文