摘要
选择一种高硫新西兰煤（NXL）作为研究对象,高纯Ar气氛中,以5℃/min的升温速率在管式炉中热解,热解终温为300～1 000℃.用XPS研究煤及不同温度下半焦中氮、硫的赋存形态.将N1s谱图用Lorentzian-Gaussian拟合分为四个峰：N-6（398.8±0.4） eV、N-5 （400.2±0.3）eV、N-Q（401.4±0.3）eV和N-X（402.9±0.5）eV;S 2p谱图分为六个峰：硫铁矿（162.5±0.3）eV、硫化物（163.3±0.4）eV、噻吩（164.1±0.2）eV、亚砜（166.0±0.5）eV、砜（168.0±0.5）eV和硫酸盐硫（169.5±0.5）eV.结果表明,煤中氮元素的主要存在形式是吡啶、吡咯、质子化吡啶和氮氧化物;低于600℃,半焦中的氮元素主要以吡啶和吡咯形式存在;随温度的升高,吡咯向吡啶转化;当温度超过900℃,氮氧化物这一形态消失.该煤中的硫以有机硫为主,其中,噻吩硫占50％以上;随着热解温度的升高,煤中的硫铁矿硫逐步转化为无机硫化物,600℃时分解完全.
X-ray photoelectron spectroscopy （XPS） was used to investigate the nitrogen and sulfur functional forms present in New Zealand coal （NXL） and its pyrolysis char prepared under argon atmosphere at 8 different temperatures between 300 and 1 000 ℃. The N 1 s spectra obtained were curve-resolved into 4 peaks： pyridinic- N （398.8±0.4 eV）, pyrrolic-N （400.2±0.3 eV）, quaternary-N （401.4±0.3 eV） and nitrogen oxides （402.9 ±0.5 eV） ; and S 2p peaks into 6 peaks： pyrite （162.5 ±0.3 eV）, sulphidic （163.3 ±0.4 eV）, thiophenic （164.1±0.2 eV）, sulfoxide （166.0±0.5 eV）, sulfones （168.0±0.5 eV） and sulfate （169.5±0.5 eV）. The results show that nitrogen present in coal in pyrrolic forms is converted into pyridinic functionalities upon heat treatment and nitrogen oxides disappeared above 900 ℃. The major organic sulfur form in NXL is thiophene and its content is over 50%. Pyrite is decomposed completely into troilite at 600 ℃.
出处
《燃料化学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第11期1287-1293,共7页
Journal of Fuel Chemistry and Technology
基金
国家自然科学基金(21276156)
关键词
XPS
高硫煤
热解
氮迁移
硫迁移
XPS
high sulfur coal
pyrolysis
nitrogen transformation
sulfur transformation
