电解脱硫技术对煤质的影响及机制研究

"该研究探讨了在酸性环境下，尤其是HCl电解质体系中，电解脱硫技术对煤质的影响。通过使用SEM、XRF、XRD和FT-IR等多种分析手段，对原煤和脱硫后的煤样进行了详细的成分分析，重点关注了煤中的矿物化学成分、元素含量、黄铁矿的分布形态以及煤表面官能团的变化。实验结果显示，在特定的电解条件（如电流密度0.044 A/cm²，煤浆质量浓度0.02 g/mL，电解质浓度0.75 mol/L，煤粒度小于0.5 mm）下，电化学脱硫能够有效地去除煤中的硫，总硫脱除率达到76.32%，其中有机硫和无机硫的脱除率分别为62.32%和82.80%，实现了两者的同步脱除。此外，经过电解脱硫处理，煤的灰分下降9.38%，精煤的发热量增加0.70 MJ/kg，表明该方法在脱硫的同时，基本保持了煤的原有结构，有助于提高煤的质量。" 本研究涉及的知识点包括： 1. **电解脱硫技术**：这是一种利用电化学反应去除煤中硫元素的方法。在此过程中，煤在酸性电解液中进行反应，硫元素被转化为可溶性的硫化物，然后通过电解过程将其从煤中分离出来。 2. **HCl电解质体系**：HCl是一种强酸，作为电解质可以提供适合硫离子反应的环境。在酸性条件下，硫化物更容易被氧化，从而促进脱硫过程。 3. **分析方法**：包括扫描电镜(SEM)用于观察煤样的微观结构和硫化物分布，X射线荧光光谱(XRF)用于检测元素组成，X-射线衍射(XRD)用于确定矿物质的晶体结构，红外光谱(FT-IR)则用于识别煤表面的官能团变化。 4. **煤的矿物化学成分**：煤不仅含有碳，还包含各种矿物杂质，如硫、灰分等，这些成分会影响煤的燃烧性能和环境影响。 5. **黄铁矿分布形态**：黄铁矿是煤中主要的含硫矿物，其形态和分布对脱硫效率有直接影响。电解脱硫可以改变黄铁矿的形态，促进硫的去除。 6. **煤质指标**：如灰分和发热量是衡量煤质量的重要参数。灰分降低意味着燃烧时产生的灰渣减少，发热量增加则表示煤的能源价值提升。 7. **电化学过程的影响**：电化学脱硫过程中，电流密度、煤浆质量浓度和电解质浓度等操作条件对脱硫效果有显著影响。适当控制这些条件可以优化脱硫效率，并且避免对煤的物理结构造成过大破坏。 8. **环保意义**：电解脱硫作为一种清洁脱硫技术，减少了硫排放，有助于环境保护，同时也提高了煤炭的经济价值和可持续利用性。