中国高有机硫煤中硫的组成、结构、赋存分布与演化机制研究

煤中高有机硫结构是世界性难题，而煤中有机硫的脱出又是高有机硫煤的洁净工艺的关键。项目以中国北方晚石炭世和南方晚二叠世高有机硫煤煤为研究对象，采用多种分析测试技术手段对其性质、结构、热变化以及地学特性等方面展开了研究。研究表明，高有机硫煤具有高的凝胶碎屑体和较高的碎屑惰质体，富U、V、Cr、Mo等微量元素，硫同位素反映其硫酸盐还原菌成因、低等生物贡献和间歇性氧化的有机硫富集过程。在探测有机硫，发现形态硫逐级分离法测定的全硫及有机硫OBS结果与湿式法所获得的全硫St,d及有机硫So,d呈现良好的线性相关关系，在一些煤中检测到酸可挥发性硫（AVS）的存在。结构分析显示，噻吩硫随煤级升高呈现增大的趋势；FT-IR分析显示-SH和-S-S-之和相应地平缓而小幅波动地增长，且二者互为消长；高有机硫煤中氧、氮的存在状态和测定结果会受到有机硫的影响，高有机硫煤中的氮的特殊赋存状态可为高有机硫煤成因提供佐证。高有机硫煤的抽提率普遍高于中低硫煤，抽提物中二苯并噻吩在含硫化合物和噻吩系列中占的比例最高，而甲基二苯并噻吩中4-MDBT最多，苯并二苯并噻吩在碳酸盐台地成煤中所占的比例高。FT-ICR MS分析比常规的色谱质谱提供更多未解析的含硫化合物信息，高变质煤抽提物中含硫化合物的缩合度高于低变质煤。基氏流动度分析揭示，高有机硫煤相对于低硫煤表现为软化温度较低，固化温度较高，固软区间较大，而两者最大流动度温度相差不大。研究结果为高有机硫煤的结构解析、成因演化及其利用提供了科学依据。