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煤中硫、氮是主要的环境污染源之一,已成为制约煤炭开发和利用经济可行性的重要因素。研究煤热解过程中硫、氮的生成机理及影响因素,能够为煤炭加工过程中硫、氮的协同控制提供重要的参考价值。论文选择四种不同变质程度的中国典型煤种：锡盟煤、义马煤、兖州煤及遵义煤为研究对象,针对煤中矿物质和硫的含量及赋存特征,分别进行浮选、HCl/HF酸洗脱灰、HNO3酸洗及超声萃取等预处理方法脱除煤中的矿物质及形态硫,在固定床反应器中进行原煤及预处理煤样的热解实验。考察了煤的热解过程、煤中的矿物质及形态硫对硫、氮热解气相产物形成的影响。实验结论主要包括以下几个方面：原煤程序升温热解中,H2S和COS的释放主要集中在300-700℃,最大逸出峰温为450℃和600℃,分别对应于脂肪类有机硫和黄铁矿硫的分解；NH3和HCN的释放峰温高于含硫气体,主要集中在500-900℃,NH3的最大逸出峰值温度为700℃,HCN依煤种的不同,峰温在600-800℃之间。煤热解受热历程的控制,热解终温和停留时间共同影响硫、氮气体的释放。程序升温至预定温度后的恒温热解过程能够促使煤中较稳定的有机硫受热分解形成H2S和COS,提高低温热解中含硫气体的释放量;温度高于700℃时,含S气体的释放在程序升温阶段已趋于完成。NH3和HCN的释放受热解过程中挥发分形成的控制,程序升温热解中,NH3和HCN主要由挥发分中的H自由基和含N官能团作用而形成；恒温热解中,H自由基主要参与进攻暴露在煤焦体系中的含N杂环形成NH3和HCN,低温下恒温阶段的释放量较多,高温下恒温释放量较少；煤焦在高温下热解,芳环之间缩合反应形成的H自由基进攻焦氮杂环更易于形成NH3。矿物质能够促进黄铁矿硫的分解转化,改变H2S和COS的逸出规律,同时具有固硫作用,抑制H2S和COS的形成。煤中矿物质的存在降低了HCN的释放量,而有利于NH3的形成,高温下使HCN向NH3转化的二次反应更为显著；残留在浮选精煤中的矿物质对促进NH3的形成起主要作用,但对HCN形成的作用不明显。浮选和硝酸酸洗脱除煤中的黄铁矿硫,能够改变热解中硫、氮气体释放的峰型和释放量的大小。浮选精煤中矿物质和黄铁矿硫的脱除,使H2S和NH3的产率增加,COS和HCN的产率减少；硝酸酸洗使S、N气体的释放产率均增大,较低温度下的COS更易形成。超声萃取脱除有机硫对不同煤样热解S、N气体产物形成的影响不同。兖州煤热解中释放的硫以H2S的形式为主,COS次之；黄铁矿硫及有机硫的脱除,有利于充州煤中硫向COS的转化,但这种转化趋势不明显；锡盟煤中H2S的产率基本不变,COS的产率明显减少；遵义煤中H2S和COS的释放量均增大。超声萃取使兖州煤的NH3和HCN产率增大,但HCN和NH3的产率比与原煤基本相当；遵义煤和锡盟煤的NH3产率减小,HCN产率增大。煤热解过程中,含N官能团结合H自由基生成含氮气相产物的竞争能力低于脂肪类有机硫,低温下有机硫更易于与H自由基结合形成H2S,在高温条件下挥发分中的H自由基倾向于与焦氮作用形成NH3和HCN。