Реферат по предмету "Биология и химия"


Формы серы и азота в органической массе углей

Гагарин С.Г.
Содержаниесеры в углях различных бассейнов и месторождений России варьирует в широкихпределах – от долей процента до 7-9%. В углях других стран содержаниеорганической серы может достигать 10-12% (угли Раша в Югославии). В Россиинаиболее высокосернистые угли Подмосковного и Кизеловского бассейнов. Угливосточных районов в основном низкосернистые (Кузбасс и др.), за исключениемНовометелкинского и Каранцайского месторождений Иркутского бассейна. Посколькув растениях-торфообразователях содержание серы невелико (десятые доли процента),основное ее количество должно было быть привнесено извне в процессе торфо- иуглеобразования. Поэтому решающее влияние на сернистость углей должны былиоказывать фациально-палеогеографические и геоморфологические условия накопленияорганического материала. По Дорофееву, фациальные условия образования пластовугля и пород кровли следующим образом обусловили среднее содержание общей серыв углях Донбасса:
Прибрежно-континентальные- 1, 6
Тоже, со слабым влиянием моря — 2, 2
Прибрежно-морские- 3, 4
Тоже, с длительным влиянием моря — 3, 9
Рольприроды мацералов в содержании органической серы показано в работе [40] напримере пяти каменных углей США и концентратов их мацералов методомтрансмиссионной электронной микроскопии. В этом методе использован приемоблучения образцов угля пучком высокоэнергетических электронов, выбивающихэлектроны с остовных уровней атома серы. Релаксация системы происходит прирентгеновском высвечивании при электронном переходе с валентных уровней атома Sна освободившиеся остовные состояния. По интенсивности рентгеновских квантовопределяют содержание серы (разумеется, после соответствующей калибровки).
Оказалось,что во всех случаях по содержанию So мацералы составляли ряд L > Vt > I.Так, при сернистости угля Indiana Block №1, равной S = 0, 6%, этот показатель всреднем составлял 0, 45-1, 43% в случае липтинита (в зависимости от плотностилиптинитового концентрата), 0, 61-0, 63% при анализе витринита и 0, 38-0, 43% –инертинита.
Однакодля некоторых фракций угля по плотности имело место существенное варьированиепоказателя Sor. Таким образом, фиксируемая различными исследователямисернистость мацералов может определяться методическими особенностями отбораконцентратов.
РядL > Vt > I по показателю Sor в мацералах характерен также длянизкометаморфизованных углей Западного Донбасса. В случае углей России высокимсодержанием серы обладает липтинит (споринит) кизеловских углей, которые, какуже отмечалось, являются одними из наиболее сернистых. Сернистость витринита иинертинита относительно малосернистых и практически не содержащих липтинитауглей Кузбасса зависит от степени восстановленности: для маловосстановленныхуглей разницы в Sor между мацералами групп Vt и I практически не наблюдается, тогдакак витринит восстановленных кузнецких углей содержит больше органической серыв сравнении с инертинитом.
Всвязи с отмеченной уже определяющей ролью фациальных условий осадконакопленияотчетливого влияния степени метаморфизма на сернистость углей проследить неудается. В то же время при одинаковых фациальных условиях углеобразования внекоторых пластах содержание серы имеет тенденцию к снижению при углублениизалегания угленосных толщ в недрах. Такая закономерность установлена, вчастности, авторами работы, в которой оценку Sor осуществляли по градуировочнойкривой в зависимости от индекса TR, равного отношению выхода 2, 3-диметилтиофенак сумме выходов орто-ксилола и н-нонена-1 при флешпиролизе угольных образцов.Как видно из данных, значения индекса TR, а следовательно, и Sor снижаютсялинейно с углублением угольного пласта. Известен также факт снижения содержаниясеры более чем в два раза под действием на уголь высокой палеотемпературы врайоне долеритовой дайки в Норильском бассейне.
Несмотряна то, что данные по абсолютному содержанию органической серы в изометаморфныхуглях различных стадий метаморфизма могут существенно различаться, в последнеевремя были надежно установлены определенные закономерности в измененииотносительного содержания различных форм серы в ряду метаморфизма углей. Этомуспособствовало как применение метода рентгеновской фотоэлектроннойспектроскопии при выбивании рентгеновским облучением остовных 2р-электроноватома S, так и спектроскопии рентгеновского поглощения при возбужденииэлектронов с самого глубокого уровня Is атомов S на их свободные sр-уровни.Благодаря отличию электронных характеристик серы, находящейся в различномокружении, удалось количественно идентифицировать три основные формыорганической серы: в составе алкил (арил) сульфидов R-S-R, Ar-S-R и тиолов RSH,ArSK; в тиофеноподобных фрагментах; в серокислородных структурах. Последняяформа характерна для углей, подвергшихся выветриванию с частичным окислением.Среди сульфидных и тиольных форм (на примере углей США) преобладаюталифатические сероорганические структуры. Их относительное количество снижаетсяпри увеличении теплоты сгорания угля.
Данныепо относительному содержанию серы в алифатических S и ароматических(тиофеновых) Sa структурах коррелируют с высшей теплотой сгорания углей Qdaf.Обработка этих данных приводит к следующим двум зависимостям:
Sал= 45, 94 — 9, 446 (Qsdaf- 30) — 0, 710 (Qsdaf- 30)2;
Sap= 52, 72 + 9, 648 (Qsdaf — 30) + 0, 788 (Qsdaf- 30)2.
Множественныекоэффициенты корреляции составляют соответственно 0, 861 и 0, 870. Обезависимости показаны на рис. 1 сплошными линиями.
Вработах [2, 3] приведены полученные с помощью описанных уже рентгеновскихметодов данные по Sал и Sap для восьми углей США ряда метаморфизма.Представлена зависимость от Cdaf доли серы в алифатических блоках fSал =Sал/(Sал + Sap). Обработка этих данных привела к уравнению:
fSал= 0, 4954-0, 02124 (Cdaf — 70) — 0, 00006 (Cdaf — 70)2
приr=0, 976, что дает возможность прогнозировать величины долей органической серыразличных форм по степени углефикации проб углей. Для оценки содержанияорганической серы по показателю общей сернистости Std может служить приведенноев [4] уравнение для Sdaf, которое можно записать в виде:
Sorgd=(0, 52 Std + 0, 15)(1-Ad/100).
Тогдаобщее количество пиритной и сульфатной серы определится по разности между Std иSorgd. Естественно, при наличии экспериментальных величин содержания пиритной исульфатной серы значение Sorgd лучше находить по этим данным (по разности междуStd и общим количеством пиритной и сульфатной серы). Следует отметить, чтосодержание сульфатной серы в неокисленных углях обычно небольшое и им зачастуюможно пренебречь.
Потермической устойчивости индивидуальные сероорганические соединения составляютряд:
C2H5-SH
чтообусловливается повышением прочности связи C-S в этом ряду и согласуется сотносительной кинетической и термодинамической устойчивостью соответствующихсероорганических фрагментов каменных углей. В частности, порядок выделениясероорганических соединений при термо-программированном прогреве углейполностью повторяет указанный их ряд по термической устойчивости.
/>
Рисунок1 – Корреляция междутеплотой сгорания Qdaf и содержанием серы в алифатических иароматических структурах.
По-видимому,и в условиях горения углей в первую очередь будут выгорать тиолы и органическиесульфиды, попадающие в состав летучих веществ до и в момент воспламенениятоплива, а при горении коксовых остатков — остающиеся в них тиофеноподобныеструктуры.
Посколькугетероорганические участки, содержащие атомы азота и серы, выгорают в реакциях,протекающих параллельно с горением основного органического вещества углей, топри неполном сгорании топлива в нем частично остаются и соединения, в составкоторых входят азот и сера. Это подтверждается как данными химического анализалетучей золы, так и результами ее исследования методом рентгеноэлектроннойспектроскопии. В нетопливных процессах переработки угля (пиролиз, коксование, полукоксование)летучие продукты включают в себя разнообразные гетероорганические соединения, содержаниеи тип которых определяются как технологическими условиями проведения процесса, таки распределением гетероатомов по формам в исходном угольном сырье. Поэтомуисследование основных форм участия атомов азота и серы в построенииорганической массы углей приобретает важное значение и для выделения ценныхгетероорганических соединений из продуктов угле-переработки и при решении задачэкологии углехимических производств.
Список литературы
Tseng B.- H., Bukentin M. // Fuel. 1986. V.65. # 3. P. 385-389.
Huffman G.P. // Proc. Int. Conf. on Coal Science. San Jose (California): Int. Energy Agency. 1989. V. I. P. 47-50.
Winans R.E. // Coal Science.- Amsterdam: Elsevier Sci. Rubl. 1995.V. I. P. 87-90
ГагаринС.Г., Лесникова Е.Б., Шуляковская Л.В. Оценка степени ароматичности структурыбурых углей // ХТТ. 1993. № 1. с. 3-11.
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта masters.donntu.edu.ua/


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Электрический ток и его воздействие на человека
Реферат География национальных религий. Религиозная обстановка в России и Пермском крае
Реферат Premarital Sex Essay Research Paper Premarital SexPremarital
Реферат Инвестиционная привлекательность предприятий Республики Башкортостан
Реферат Анализ хозяйственной деятельности ОАО "Нефтекамский автозавод"
Реферат "Светлее алмазов горят в небе звёзды" (Английская литературная сказка как явление)
Реферат Основные периоды Великой Отечественной войны
Реферат Религиозные реформы Эхнатона и Хатшепсут
Реферат Шпаргалки по психологическому консультированию
Реферат Блок питания для компьютера, мощностью 350Вт, форм-фактор АТХ
Реферат Romeo And Juliet Essay Research Paper Once
Реферат Boston Tea Party Essay Research Paper Fellow
Реферат The Firm Essay Research Paper The Firm
Реферат Характеристика республики Филлипины
Реферат Лингвистические условия и факторы возникновения индивидуальных толкований слов и выражений