煤中硫酸鹽熱化學還原反應成生H2S氣體的規(guī)律模擬研究.pdf

1、近年來，煤礦井下煤層硫化氫（H2S）氣體異常富集引起的異常涌出嚴重威脅礦井安全生產(chǎn)。煤礦H2S氣體的成因類型眾多，從已有的研究證據(jù)和我國煤礦H2S氣體礦井的分布看，硫酸鹽生物還原作用（BSR）、硫酸鹽熱化學還原反應（TSR）和巖漿活動（TDS）是煤礦H2S氣體形成的主要成因類型。但目前煤礦在TSR生成H2S氣體的成因研究還是一個盲點，因此研究煤中硫酸鹽熱化學還原反應成生H2S氣體的析出規(guī)律研究，有助于我們更深入的理解煤礦H2S成生過程，

2、更準確地判斷煤礦H2S的來源和成因，從而為查清煤礦H2S異常富集的控制影響因素，煤礦 H2S分布特征及防治提供基礎，并對保證礦井安全高效生產(chǎn)具有重要的理論價值及現(xiàn)實的指導意義。
　　論文將新疆西山煤礦氣煤、不粘煤及硫磺溝礦區(qū)長焰煤為煤樣，通過添加硫酸鎂、硫酸鈣制成含硫酸鹽煤樣，采用自主設計的煤的生烴動力學裝置對硫酸鹽與不同變質程度的煤的混合煤樣進行熱解實驗，模擬H2S氣體成生過程。
　　采用Agilent7890B氣相色譜的

3、TCD與FPD檢測系統(tǒng)測試煤樣在升溫過程中產(chǎn)生的H2S、CH4、C2H6、CO2、H2、N2的體積分數(shù)，依據(jù)氣態(tài)產(chǎn)物的的變化特征，通過分析對比，研究硫酸鹽與不同變質程度的煤加水混合熱解時硫酸鹽對H2S氣體成生規(guī)律的影響，深入探討煤中硫酸鹽熱化學還原反應成生H2S氣體的規(guī)律。研究表明：硫酸鹽與不同變質程度的煤加水混合熱解時，加入的硫酸鹽在一定溫度下與煤熱解產(chǎn)生的烴類發(fā)生TSR反應生成H2S氣體，引起氣態(tài)產(chǎn)物中H2S氣的含量增加，且加入的硫

4、酸鹽種類不同，硫酸鹽與煤熱解產(chǎn)生的烴類發(fā)生TSR作用生成H2S氣體的量不同。硫酸鹽與不同變質程度的煤加水混合熱解時，在溫度為250℃時，因溫度低，該階段煤中有機硫可釋放的硫自由基較少，C-H鍵斷裂釋放的氫與硫自由基結合生成H2S氣體量偏少，煤中無機硫黃鐵礦開始與H2反應生成H2S氣體，且TSR反應程度甚微，使該溫度點的H2S析出量偏低。當溫度由250℃升高至600℃時，一方面煤中有機硫在該階段絕大部分轉化生成H2S氣體，且煤中無機硫黃鐵