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用XPS研究新西兰高硫煤热解过程中氮硫官能团的转变规律
第41卷 第11期 燃摇 料摇 化摇 学摇 学摇 报 Vol.41No.11
2013年11月 Journal of Fuel Chemistry and Technology Nov. 2013
文章编号:0253鄄2409(2013)11鄄1287鄄07
用XPS研究新西兰高硫煤热解过程中氮、硫官能团的转变规律
1,2 1 3 4 4
李摇 梅 ,杨俊和 ,张启锋 ,常海洲 ,孙摇 慧
(1.上海理工大学 材料科学与工程学院,上海摇 200093;2.北方民族大学 化学与化学工程学院,宁夏 银川摇 750021;
3.宝山钢铁股份有限公司,上海摇 201900;4.上海理工大学 理学院,上海摇 200093)
摘摇 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益/ min 的升温速率在管式炉中热解,热解终温为
300~1000 益。 用XPS研究煤及不同温度下半焦中氮、硫的赋存形态。 将N 1s谱图用Lorentzian鄄Gaussian拟合分为四个峰:
N鄄6(398.8依0.4)eV、N鄄5(400.2依0.3)eV、N鄄Q(401.4依0.3)eV和N鄄X(402.9依0.5)eV;S2p 谱图分为六个峰:硫铁矿(162.5依
0.3)eV、硫化物(163.3依0. 4)eV、噻吩(164.1依0.2)eV、亚砜(166.0依0.5)eV、砜(168.0依0.5)eV 和硫酸盐硫(169.5依
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 益,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 益,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 益时分解完全。
关键词:XPS;高硫煤;热解;氮迁移;硫迁移
中图分类号:TQ530 摇 摇 文献标识码:A
XPS study on transformation of N鄄 and S鄄functional
groups during pyrolysis of high sulfur New Zealand coal
1,2 1 3 4 4
LI Mei ,YANG Jun鄄he ,ZHANG Qi鄄feng ,CHANG Hai鄄zhou ,SUN Hui
(1.School of Materials Science and Engineering,University of ShanghaiforScience and Technology,Shanghai摇 200093,China;
2.School of Chemistry and ChemicalEngineering,Beifang University of Nationalities,Yinchuan摇 750021,China;
3.Baoshan Iron Steel Co. ,Ltd,Shanghai摇 201900,China;
4. School of Science,University of ShanghaiforScience and Technology,Shanghai摇 200093,China)
Abstract:X鄄ray photoelectron spectroscopy (XPS) was used to investigate the nitrogen and sulfur functional
formspresent in New Zealand coal (NXL)anditspyrolysischar preparedunder argon
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