煤中硫酸鹽熱化學(xué)還原反應(yīng)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(yán)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(xué)還原反應(yīng)（TSR）和巖漿活動(dòng)（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(gè)盲點(diǎn)，因此研究煤中硫酸鹽熱化學(xué)還原反應(yīng)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(zhǔn)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(chǔ)，并對保證礦井安全高效生產(chǎn)具有重要的理論價(jià)值及現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)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(shè)計(jì)的煤的生烴動(dòng)力學(xué)裝置對硫酸鹽與不同變質(zhì)程度的煤的混合煤樣進(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn)，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?jǐn)?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(zhì)程度的煤加水混合熱解時(shí)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(xué)還原反應(yīng)成生H2S氣體的規(guī)律。研究表明：硫酸鹽與不同變質(zhì)程度的煤加水混合熱解時(shí)，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(yīng)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(zhì)程度的煤加水混合熱解時(shí)，在溫度為250℃時(shí)，因溫度低，該階段煤中有機(jī)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(jié)合生成H2S氣體量偏少，煤中無機(jī)硫黃鐵礦開始與H2反應(yīng)生成H2S氣體，且TSR反應(yīng)程度甚微，使該溫度點(diǎn)的H2S析出量偏低。當(dāng)溫度由250℃升高至600℃時(shí)，一方面煤中有機(jī)硫在該階段絕大部分轉(zhuǎn)化生成H2S氣體，且煤中無機(jī)硫黃鐵