虞 琦 張 勇 王喚喚 鄒明旭 孫明珠

(沈陽工業(yè)大學石油化工學院，111003 遼寧遼陽)

0 引 言

煤炭作為主要能源之一，是中國經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展的動力保證。煤用于制焦時含硫量的不同會使產(chǎn)品質(zhì)量不同，燃用時通常帶來酸雨和空氣污染等環(huán)境問題，尤其煤炭不完全燃燒時釋放的污染物是我國最大的空氣污染源[1]。煤炭燃前脫硫技術作為一種主動控制措施，能從源頭有效緩解環(huán)境安全問題[2]。目前，中國工業(yè)界普遍采用的煤燃前脫硫技術是洗選加工，雖然這一方法能脫除大多以黃鐵礦硫(FeS2)形式存在的無機硫，但存在于煤大分子結構中的硫與有機質(zhì)分子交聯(lián)形成的有機硫則難以脫除[3]。通常有機硫占總硫含量的30%以上[4]，因此研究脫除有機硫的工業(yè)化技術具有重要意義。

7.銅有兩種常見的氧化物CuO和Cu2O。某學習小組取0.98g(用精密天平測量)Cu(OH)2固體加熱,有銅的氧化物生成,其質(zhì)量隨溫度變化如圖1所示;另外,某同學繪制了三條表示金屬氧化物與其所含金屬元素的質(zhì)量的關系曲線,如圖2所示。

1 實驗部分

1.1 實驗原料

以山西安邑高硫煤經(jīng)洗選后的精煤為原料，對其破碎過篩，濾出粒徑<0.150 mm的煤粉，將煤粉利用鼓風干燥箱在115 ℃下干燥24 h，并將得到的干燥煤粉裝入密封袋中保存。實驗用水為工業(yè)用水，NaBr，H2SO4，HCl，HNO3試劑均為分析純。煤樣的元素分析和工業(yè)分析分別依據(jù)GB/T 476-2008和GB/T 212-2008進行測定，結果見表1。

表1 精煤的工業(yè)分析和元素分析Table 1 Proximate and ultimate analyses of clean coal

1.2 電解脫硫?qū)嶒?/h3>

在電解槽中配制NaBr溶液，加入干燥煤粉和實驗用水配制的水煤漿，補水調(diào)節(jié)煤漿質(zhì)量濃度為0.06 g/mL、NaBr濃度為0.03 mol/L，三種酸調(diào)節(jié)pH為1～6，分別制得NaBr-H2SO4，NaBr-HNO3，NaBr-HCl電解質(zhì)體系的煤漿懸浮液，采用移動機械攪拌機均勻攪拌，穩(wěn)流控制使電流密度維持在20 A/m2，間隔取樣時間為30 min，4 h后實驗終止，將懸浮液過濾，濾餅用水沖洗至中性，干燥后采用WDL-8000A型智能測硫儀對煤樣進行硫含量測定。

圖1 電解裝置Fig.1 Schematic diagram of electrolysis device1—Direct current main；2—Electrolyzer；3—Minus plate；4—Mechnical rabbling；5—Guideway support；6—Anode plate；7—Thermometer

實驗設備為自制無隔膜電解槽(見圖1)，電極陽極為石墨，陰極為不銹鋼，攪拌器為移動機械。

用wa和wb分別表示電化學脫硫前后煤樣的全硫量(質(zhì)量分數(shù))，%。

1.3 煤的脫硫率

（二）培養(yǎng)學生數(shù)學學習中的創(chuàng)新思維。創(chuàng)新性思維是發(fā)散性思維的核心。發(fā)散性思維是指擴散思維或求異思維，是指大腦在思維時呈現(xiàn)出的一種擴散模式，具體表現(xiàn)為思維視野的廣闊，在數(shù)學教學中的體現(xiàn)就是“一題多解”。因此，培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維不僅有利于數(shù)學知識的學習，還有利于其他方面的創(chuàng)造力。在數(shù)學教學中教師要巧妙地利用“問題”“障礙”“趣味”等方式引入以激發(fā)起學生潛在的強烈求知欲。另外，因為小學生的身心特點，他們的思維往往是以形象思維為主的，故而，教師應多方位、多角度地培養(yǎng)學生的抽象思維。

脫硫率=[(wa-wb)/wa)]×100%

1.4 電解脫硫前后煤質(zhì)的表征

在TENSORⅡ型傅立葉紅外光譜儀上，對電解脫硫前后的煤樣進行FTIR測試，通過光譜特征吸收峰對比脫硫前后煤樣中官能團變化，推斷脫除的硫種類和煤結構的變化。測量范圍為400 cm-1～4 000 cm-1，儀器分辨率為4 cm-1，累計掃描32次。采用KBr混合壓片制樣，煤樣與KBr的質(zhì)量比為1∶100，樣品質(zhì)量為1 mg。

以報刊發(fā)行為紐帶，嶺南革命報刊將華僑與祖籍國緊緊連在一起，促進了華僑民族認同與國家認同的發(fā)展，也推進了革命思想在華僑中的廣泛傳播，促進華僑投身革命。

利用X-MAX50型X射線能譜儀(EDS)獲取煤樣品表面的成分信息，推斷煤的質(zhì)變狀況。

在HENVEN型差熱-熱重分析儀上對樣品進行熱重實驗，升溫范圍為室溫～1 200 ℃，升溫速率為10 ℃/min，氣氛為空氣，流速為35 mL/min，研究原煤與脫硫后煤的熱失重行為和燃燒特性。

綜上所述，在pH=6的酸環(huán)境下電解脫硫，對煤質(zhì)的破壞性較小。

式中：(dm/dt)max為最大燃燒速率，%/min；(dm/dt)mean為平均燃燒速率，%/min；θi為著火溫度，℃；θb為燃盡溫度，℃。

需求分析：教師設計任務時關注學習需求的同時也不忘關注目標需求，課程教學時穿插汽車銷售、汽車保險、汽車維修等任務，盡量選取真實情境語料，選擇適度難度，以求循序漸進地提高學習者的英語水平和能力，而不是僅僅關注汽車后服務行業(yè)的英語語言特點。

2 結果與討論

2.1 三種酸根離子對煤脫硫的影響

2.1.1 NaBr-HNO3電解體系的脫硫效果

由圖2可知，NaBr-HNO3體系在pH為1～6條件下電解氧化脫硫，脫硫率隨反應時間增加而增加，脫硫效果明顯好于只有NaBr的電解體系的脫硫效果。

圖2 NaBr-HNO3電解體系的脫硫效果Fig.2 Desulfurization effect of NaBr-HNO3 system

NaBr-HNO3體系在pH=3時脫硫率最高，為45.54%；pH=1和pH=2時酸濃度大，但脫硫率并不是最高。從煤灰成分中含CaO，MgO，Na2O，K2O等[22]推測，稀硝酸氧化性強，在常溫下可與不活潑金屬反應，硝酸在與煤中堿性或堿土金屬反應中消耗。pH=6時脫硫率為41.58%，推斷其氧化脫硫的選擇性高，氧化的副反應少。

2.1.2 NaBr-H2SO4電解體系的脫硫效果

由圖5b可知，煤經(jīng)三種酸處理后，揮發(fā)分較原煤的揮發(fā)分均有不同程度的增加，且隨著酸性增強而增大。電解產(chǎn)生活性氧使煤中的有機質(zhì)氧化，造成大分子斷裂，形成低相對分子質(zhì)量片段，小分子組分增加，對煤組成結構造成不同程度的破壞，導致?lián)]發(fā)分均有所提高。

由圖5a可知，酸性較強時，與原煤相比，三種酸處理的煤樣灰分降低較大，除灰率可達26%～32%，這是酸抽提作用脫除部分礦物質(zhì)的結果[24]。酸性較弱時，抽提作用減弱，pH=6的弱酸性條件下HNO3氧化能力大于H2SO4和HCl的氧化能力，仍可除去0.2%的灰分。

(四)重心下移、固本強基，進一步夯實基層基礎?！皸鳂蚪?jīng)驗”源自基層，堅持發(fā)展的生命力也在基層。要加強基層組織建設，建立健全以村、社區(qū)黨組織為核心，以村、社區(qū)自治組織為主體，村(居民)廣泛參與的管理體系，把村、社區(qū)建設成為管理有序、服務完善、文明祥和的生活共同體。要以深入推進“網(wǎng)格化管理、組團式服務”為抓手，扎實推進鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)社會服務管理中心建設，使其成為平安建設的重要平臺，成為推進平安村、平安社區(qū)、平安企業(yè)、平安學校等“細胞工程”建設的重要陣地。要加強鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)、村(社區(qū))綜治工作隊伍、“兩所一庭一室”等基層政法組織和隊伍建設，筑牢維護穩(wěn)定的第一道防線。

圖3 NaBr-H2SO4電解體系的脫硫效果Fig.3 Desulfurization effect of NaBr-H2SO4 system

NaBr-H2SO4體系中，溶液pH=1時，脫硫率最大，反應前期脫硫速率遠大于反應中后期脫硫速率。稀硫酸的氧化性不及稀硝酸氧化性強[23]，說明稀硫酸沒有與煤中堿性或堿土金屬反應。隨著反應時間的推移，pH=6的電解液中活性氧平均氧化能力也勻速攀升，pH=6條件下氧化脫硫的選擇性高，氧化的副反應少。

2.1.3 NaBr-HCl電解體系的脫硫效果

圖4 NaBr-HCl體系的脫硫效果Fig.4 Desulfurization effect of NaBr-HCl system

2.2 三種酸體系電解質(zhì)脫硫?qū)γ嘿|(zhì)的影響

通過對脫硫前后煤樣的灰分、揮發(fā)分和發(fā)熱量的變化分析判斷三種酸體系對煤質(zhì)的影響程度，結果見圖5。

BIM技術應用改變了傳統(tǒng)的工程成本控制管理模式，從單元化的工程施工成本控制邁向多元化發(fā)展，以施工材料成本、設備租賃成本及人工費成本等多個成本項目為基礎，對成本內(nèi)容進行核算，并將可能發(fā)生的成本管理要素進行預判，提高基礎成本核算的科學性，同時將工程施工數(shù)據(jù)內(nèi)容進行整合，降低高成本項目資金資源浪費，以此改變傳統(tǒng)工程成本控制管理數(shù)據(jù)信息歸納混亂不堪的實際局面，有條不紊的開展成本控制管理工作，進一步實現(xiàn)成本控制的人機結合，從技術角度及信息化管理角度出發(fā)，對工程施工成本控制問題進行解決，實現(xiàn)工程成本控制的合理化應用。

（8）科學宣傳力度不夠。高原牦牛的養(yǎng)殖區(qū)大部分集中在高原地區(qū)，高原地區(qū)的經(jīng)濟不發(fā)達，牧民的文化水平較低，對于出血性敗血癥這種傳染性的疾病沒有過多的認識，對于發(fā)病原因和發(fā)病規(guī)律的認識不充分，因此，會出現(xiàn)牧民對于此類疾病的防治措施不到位的現(xiàn)象，需要進一步加大疫病的宣傳力度。

（4）沙三下砂礫巖儲層位于盆地基底斷裂發(fā)育部位之上，基底斷裂的持續(xù)活動及其應力釋放，對脆性的砂礫巖儲層的物性改造起到顯著作用，使其產(chǎn)生構造裂縫和小斷層，斷層近東西方向延伸。沿斷層延伸方向應有較好的含油氣性。

末次給藥當日，每組各取小鼠10只，每只小鼠ip 2%淀粉1 mL，24 h后每只小鼠ip新鮮配置的5%雞紅細胞0.5 mL［7］。處死小鼠，剪開腹部皮膚，經(jīng)腹膜注射生理鹽水2 mL，輕揉腹部1 min后，吸出腹腔洗液涂片于載玻片上。將玻片置于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱溫育30 min，用生理鹽水漂洗、晾干，用丙酮‐甲醇溶液1∶1固定2 min。晾干后，涂片Giemsa染色30 min，蒸餾水漂洗，磷酸鹽緩沖液分色，晾干。油鏡下計數(shù)200個巨噬細胞，計算巨噬細胞吞噬百分率和吞噬指數(shù)。

由圖5c可知，煤脫硫后的發(fā)熱值都較原煤有所降低，這是因為處理后煤樣中灰分含量降低會帶來熱值的增加，但氧的增加使碳比例相對減少，導致熱量值的最終降低。

圖5 煤樣的灰分和揮發(fā)分及熱值與pH的關系Fig.5 Relationship between ash, volatile matter, calorific value and pH of samples□—Coal desulfurized by NaBr-H2SO4；○—Coal desulfurized by NaBr-HNO3；△—Coal desulfurized by NaBr-HCl

通過煤的著火溫度、燃盡溫度、最大燃燒速率和平均燃燒速率計算燃燒特性指數(shù)S，S值越大表明燃料的燃燒特性越佳。S的計算公式[16-17]為：

2.3 三種酸體系電解質(zhì)脫硫后煤中官能團的變化

圖6所示為煤樣的FTIR光譜。圖6中在430 cm-1，450 cm-1，540 cm-1和744 cm-1附近出現(xiàn)的特征峰對應的含硫結構為FeS2，—SH，—S—S—和噻吩環(huán)的特征吸收峰[25-26]，865 cm-1附近為噻吩環(huán)上的C—S鍵伸縮振動峰，脫硫后這些峰強度都有所減弱。噻吩環(huán)和噻吩環(huán)上的C—S兩峰強度均有一定程度的減弱，證明電化學方法有效去除了煤中的有機硫，并且NaBr-HNO3處理后(曲線c)兩峰強度減弱程度最大，有機硫去除效果最佳。

圖6 三種酸體系pH=6條件下脫硫前后煤樣的FTIR譜Fig.6 FTIR spectra of coal samples before and after desulfurization in three kinds of acid systems at pH=6a—Raw coal；b—Coal desulfurized by NaBr-HCl；c—Coal desulfurized by NaBr-HNO3；d—Coal desulfurized by NaBr-H2SO4

脫硫前后煤樣的紅外譜峰形無明顯的變化，說明弱酸性電解質(zhì)條件下電解處理后煤樣的基本碳骨架沒有大的改變。1 437 cm-1處吸收峰屬于甲基和亞甲基的不對稱彎曲振動，1 596 cm-1處吸收峰屬于酚羥基的芳核振動，2 913 cm-1處吸收峰屬于—R3CH伸縮振動[27]，這三處的峰變化說明煤中的側(cè)鏈有一定的消失，側(cè)鏈的消失導致?lián)]發(fā)分增加。NaBr-H2SO4體系下脫硫煤樣與原煤相比，在3 646.80 cm-1處橋聯(lián)—OH振動吸收峰的相對強度增強[28]，3 687.40 cm-1處—OH伸縮振動峰[29]強度和3 732.25 cm-1處Si—OH基團也增加[30]，電解脫硫后氧含量增加。

2.4 三種酸體系電解質(zhì)脫硫后煤中元素組成的變化

圖7和表2所示為三種酸電解后煤樣的EDS分析結果。由圖7和表2可知，煤樣脫硫后硫含量均有所降低，氧含量有所增加，氧含量增加導致碳含量減少。煤中的氮幾乎全部以有機物形式存在，主要以吡啶型氮(50%～80%)、吡咯型氮(20%～40%)、季氮(0%～20%)等含氮官能團的形式存在[31]。吡啶環(huán)上的電子云密度低，不易被氧化，尤其在酸性條件下，吡啶成鹽后氮原子上帶有正電荷，吸電子的誘導效應加強，使環(huán)上電子云密度更低，增加了氧化劑的穩(wěn)定性。當吡啶環(huán)帶有側(cè)鏈時，則發(fā)生側(cè)鏈的氧化反應。氮氧化物并沒有被脫除掉，結果NaBr-H2SO4和NaBr-HNO3體系電解脫硫后煤表面N含量增加，NaBr-HCl體系電解后N含量減少，是由Cl的相對含量增加引起的。

圖7 煤樣脫硫前后的能譜分析Fig.7 Energy spectrum analysis of coal samples before and after desulfurization

表2 煤樣脫硫前后的元素分析(%*)Table 2 Proximate analysis of coal samples before and after desulfurization(%*)

NaBr-H2SO4體系脫硫后煤中O含量遠大于NaBr-HNO3，NaBr-HCl酸性體系脫硫后煤中O含量。NaBr-H2SO4體系下H2SO4溶液可能促進了Br2產(chǎn)生氧化劑的速度[10]，產(chǎn)生的O2量增大，產(chǎn)生的·OH量也增大，電解形成的活性氧[O]擴散到煤表面和孔隙進行脫硫反應，部分含硫基團中的硫被氧取代與羥基氧化成羧基。O含量由多到少的煤樣依次為NaBr-H2SO4脫硫后煤樣、NaBr-HCl脫硫后煤樣、NaBr-HNO3脫硫后煤樣、原煤。HNO3環(huán)境電解后的煤樣的O含量變化少，接近原煤的O含量，佐證了氧的相對含量增多從而導致碳的相對含量減小，使煤的熱值降低。從NaBr-HCl體系脫硫后煤樣的EDS能譜檢測出Cl，證明了有Cl參與取代反應，說明了NaBr-HCl體系在pH=6時灰分增大。

2.5 三種酸體系電解質(zhì)脫硫?qū)γ喝紵阅艿挠绊?/h3>

原煤與三種酸體系脫硫后的煤樣的TG-DTG曲線如圖8所示。通過熱重TG-DTG聯(lián)合定義法確定著火溫度、燃盡溫度、平均燃燒速率、最大燃燒速率及綜合燃燒特性指數(shù)，結果見表3。

圖8 不同酸性體系脫硫前后煤樣的TG-DTG曲線Fig.8 TG-DTG curves of coal samples before and after desulfurization in different acid systems

表3 脫硫前后煤的燃燒特性參數(shù)Table 3 Combustion parameters of coal sample before and after desulfurization

由表3可知，三種酸電解質(zhì)體系脫硫后的煤樣比脫硫前的煤樣著火點都低，揮發(fā)分析出早，利于煤初期著火燃燒。煤在電解時，兩極之間的極化作用以及化學反應發(fā)生在煤表面，造成煤的孔隙度增加，有利于燃燒[8]。燃燒特性指數(shù)由小到大的煤樣依次為原煤、NaBr-HCl處理后煤樣、NaBr-HNO3處理后煤樣、NaBr-H2SO4處理后煤樣，說明脫硫后煤樣燃燒特性較原煤燃燒特性好。其中，NaBr-HCl和NaBr-H2SO4處理后煤樣的燃燒性能雖然好，但燃盡后殘余物較原煤增加(見圖8a)，說明灰分增加(見圖5)；H2SO4在405 ℃時出現(xiàn)一個脫附峰，這是由電解過程中氧含量明顯增加造成的(見圖7)，對煤的燃燒起到了一定的促進作用，但對煤結構造成破壞，燃燒熱分布不均。HNO3處理前后煤樣的TG曲線和DTG曲線最相近，處理后煤樣的著火點與燃盡點略有提前，失重速率和燃盡階段極相近，說明煤結構保持較好，在三種酸體系中優(yōu)選pH=6的NaBr-HNO3電解質(zhì)體系。

3 結 論

1) NaBr-HCl電解體系pH=1時的脫硫效果最好，脫硫率可以達到54.98%；NaBr-H2SO4電解體系pH=1時的脫硫效果最好，脫硫率可以達到42.97%；NaBr-HNO3電解體系pH=3時的脫硫效果最好可以達到45.54%。

2) 灰分、揮發(fā)分、熱值等指標表明，pH=6的弱酸性條件下脫硫處理后的煤樣性質(zhì)變化不大，對煤質(zhì)影響最小的是NaBr-HNO3電解體系，其揮發(fā)分略有增加，可除去少量灰分，熱值略有降低，而且副反應少，選擇性高。

3) 紅外光譜分析表明，脫硫前后峰位無變化，NaBr-HNO3電解質(zhì)體系有機硫峰強度減弱程度最大，有機硫去除效果最佳。

4) 能譜分析表明，NaBr-H2SO4體系電解后煤樣中氧含量增加幅度最大，NaBr-HCl體系電解后煤樣檢測出Cl，推測Cl發(fā)生了取代反應。

4.4.3 氣候變暖有助于不耐低溫的作物生長，因此要針對引進的優(yōu)良作物品種進行氣候適應性研究，并與本地氣候特征進行對比分析，科學合理確定種植制度，做到因地制宜、效益優(yōu)先。由于氣候變暖，使得作物生長季延長，因此，適當調(diào)整種植結構，民和縣的川水地區(qū)可適當擴大冬小麥種植面積。

5) 三種電解質(zhì)體系脫硫后煤樣的燃燒性能均較原煤的燃燒性能好，但HCl和H2SO4處理后煤樣的殘余物較原煤有所增加，即灰分略增，HNO3處理后煤樣的殘余物略有減少。