煤是一種重要的能源,煤中的其他成分還有水、巖屑、揮發(fā)性物質(zhì)和硫化物。可用作燃料和化工原料。值得注意的是,在煤的燃燒過程中,產(chǎn)生的碳氧化物和硫氧化物,如果超標(biāo),則會對環(huán)境造成影響。
煤主要由碳組成,碳是一種對能源有用的元素;煤中的其他成分還有水、巖屑、揮發(fā)性物質(zhì)和硫化物。硫主要以兩種無機(jī)形式存在:黃鐵礦硫(FeS2)和硫酸鹽(Na2SO4、CaSO4、FeSO4),以及許多有機(jī)形式,如硫化物、硫醇、亞硫酸鹽等。按干重計算,煤通常含有0.2 - 5%的硫。煤燃燒時,硫以硫化物和H2S的形式釋放出來,然后與O2、水等物質(zhì)反應(yīng)生成硫酸;這會影響水環(huán)境,酸化土壤,對植物和人類健康造成極大的危害。因此,要確定產(chǎn)品的質(zhì)量,重要的是要知道碳的含量,以及硫的含量。
取代傳統(tǒng)的化學(xué)檢測方法,使用紅外碳硫儀等儀器對煤中碳、硫元素檢測分析,確定其中兩種元素含量。
煤的碳硫檢測-碳硫分析儀的檢測
煤中硫分為無機(jī)硫和有機(jī)硫兩大類,此外還有一部分硫以元素硫的形式存在。無機(jī)硫包含硫化物硫和硫酸鹽硫,其中,硫化物硫是煤中無機(jī)硫的主要存在形態(tài)。絕大部分硫化物以黃鐵礦硫(FeS2)形式存在,少數(shù)為白鐵礦硫(FeS2),兩者分子式雖相同,但結(jié)晶形態(tài)不同。黃鐵礦呈等軸晶系,含硫量53.45%,多呈結(jié)核狀、透鏡狀、團(tuán)塊狀和浸染狀(星散狀)等多種形態(tài)賦存于煤中。白鐵礦呈斜方晶系,多呈放射狀和結(jié)核狀存在,它在顯微鏡下對光的反射性比黃鐵礦高; 有些高硫煤中還含有砷黃鐵礦和磁黃鐵礦等其他含硫礦物。硫酸鹽硫的含量一般在0.2%以下,包括BaSO4(重晶石)、CaSO4·H2O(石膏)、CaSO4和一些鐵系硫酸鹽,鐵系硫酸鹽的形成原因可能是黃鐵礦在成煤過程中氧化而成。硫酸鹽含量較低,具有很好的水溶性以及較高的熱穩(wěn)定性。一般認(rèn)為單質(zhì)硫不是煤中天然元素組成部分,而是在黃鐵礦及有機(jī)硫轉(zhuǎn)化過程中形成的中間產(chǎn)物。煤中有機(jī)硫是硫與煤基體以C-S鍵結(jié)合的形式存在于煤大分子骨架中的有機(jī)結(jié)構(gòu),其組成和結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。就目前人們對有機(jī)硫的認(rèn)知,有機(jī)硫主要包含硫醇、硫醚、硫化物和二硫化物、砜和亞砜、噻吩及其衍生物,各種存在形式受成煤母質(zhì)、沉積環(huán)境、泥炭堆積后的成巖變化不盡相同。整體來說,低變質(zhì)程度的煤以小分子量的脂肪族有機(jī)硫為主,高變質(zhì)程度的煤以環(huán)狀硫化物及噻吩硫為主,隨煤變質(zhì)程度增加,噻吩等穩(wěn)定硫化物含量增加。