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面对日益严峻的大气污染,煤基固体燃料-氧-水蒸气燃烧近零排放发电系统(OCCSS)得以提出且具有诸多优势。但此新型燃烧系统的应用伴随着一些问题,如对含硫污染物的控制。目前此系统使用的脱灰煤在水蒸气气氛下热解硫元素的迁移过程与原煤惰性气氛下热解的区别并不明确。本文为研究上述问题,进行了水蒸气气氛对热解过程中硫元素迁移影响的研究。实验采用盐酸-氢氟酸-盐酸酸洗法制备脱灰煤,由注射泵与伴热系统提供水蒸气,在封闭式水平炉内进行了原煤、脱灰煤水蒸气气氛下的热解实验;通过采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和离子色谱(IC)对气相中H2S、SO2、COS总量分别进行测定,采用红外测硫仪、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对煤焦中总硫、无机物成分、表面元素构成等进行测量。实验并分析了温度、脱灰、水蒸气气氛等因素对热解过程中硫元素迁移的影响。实验发现,Ar气氛下热解,H2S生成总量随温度升高逐渐上升,主要原因是煤中含硫物质发生热解反应温度区间不同。SO2、COS随温度呈先升高后降低趋势,升高主要与热解反应逐渐加强有关,降低主要受二次反应控制。对本实验使用煤样进行脱灰将减少矿物质固硫作用,使H2S、SO2、COS的释放量增加。添加水蒸气将显著促进H2S释放,对SO2、COS随温度升高先抑制后促进。该现象在低温段主要受水蒸气与黄铁矿的反应控制,高温段则与水蒸气参与气化反应有关。热解气主要含硫气体总量在Ar气氛下呈先升高后降低趋势,推测降低也由于二次反应及气化反应;在含水蒸气气氛中逐渐升高。由焦产率与煤焦含硫量可知,添加水蒸气时,此煤种气化开始温度为800℃左右。温度越高,煤焦中硫含量越低。由XRD分析可知,Ar气氛热解黄铁矿反应路径为:Fe S2→Fe1-xS→Fe S。Ar/H2O气氛热解黄铁矿反应路径为:FeS2→Fe3O4→Fe2O3。含水蒸气气氛下,碳酸钙等碱性矿物质高温下固硫作用更加明显。对煤焦进行XPS分析发现煤焦硫元素分布很不均匀,表面上所占比例低于内部。随着温度升高,表面硫元素占比先升高后降低,这一现象可能与硫原子扩散、二次反应以及高温时生成的H2与表面硫的反应有关。