一種微波聯(lián)合助劑氧化高硫煤脫硫的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煤炭脫硫領(lǐng)域，具體是一種微波聯(lián)合助劑氧化高硫煤脫硫的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國作為煤炭大國，在一次性能源結(jié)構(gòu)中占75%以上，而且其中80%左右的煤是通 過直接燃燒利用，燃燒過程中產(chǎn)生大量S02S染大氣，造成酸雨。若用高硫煤直接煉焦，則 會(huì)對(duì)焦炭的質(zhì)量影響較大，而且用此焦炭煉鐵會(huì)增加高爐硫負(fù)荷，導(dǎo)致鋼鐵產(chǎn)生熱脆。
[0003]目前，煤炭脫硫技術(shù)可分為燃前脫硫、燃中固硫和燃后脫硫。燃中脫硫指在煤燃燒 過程中脫除302包括向爐內(nèi)噴鈣、流化床燃燒技術(shù)和型煤固硫技術(shù)，燃后脫硫指脫除煙氣中 的S02。對(duì)于高硫煤來說，后兩種脫硫技術(shù)所面臨的脫硫壓力較大，且脫硫效果成本并不理 想，燃前脫硫成本較低且效果較好。
[0004] 微波技術(shù)與化學(xué)脫硫技術(shù)相互滲透，通過微波的均勻、迅速、選擇性加熱以及對(duì)極 性分子和可極化的分子的特殊作用，開辟了煤炭脫硫的新世界。
[0005] 申請(qǐng)?zhí)?01010507893. 0的發(fā)明公開了一種利用高低度磁分離技術(shù)使煤炭脫硫的 方法，該工藝通過對(duì)煤系礦物的磁性分析和對(duì)磁性顆粒在高梯度分選磁場的受力分析，利 用高梯度磁選機(jī)對(duì)高硫煤進(jìn)行了分選，但它只能脫除無機(jī)硫中的黃鐵礦硫且脫硫率不高； 申請(qǐng)?zhí)枮?1102187.X發(fā)明了一種微生物煤炭脫硫劑，但存在穩(wěn)定性不高，細(xì)菌生長緩慢， 脫硫成本高的問題，制約了工業(yè)應(yīng)用；專利號(hào)01102191. 8的發(fā)明一種高硫煤浮選脫硫降灰 方法，采用超聲波強(qiáng)化抑制劑與高效浮選藥劑聯(lián)合作用對(duì)高硫細(xì)粒煤脫硫，但精煤回收率 低，浪費(fèi)煤炭資源；申請(qǐng)?zhí)?01410663747. 5發(fā)明了一種微波輻射高硫煤直接脫硫的方法， 但此發(fā)明對(duì)有機(jī)硫的脫除率太低，因此不適合有機(jī)硫含量高的煤種。
[0006] 總的來說，以上各技術(shù)方案雖然在煤炭脫硫效果上取得一些進(jìn)展，但目前尚無有 較高的脫硫效率并同時(shí)保障煤有較高的收得率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種脫硫效率高，而且脫硫 效果好的微波聯(lián)合助劑氧化高硫煤的脫硫方法。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種微波聯(lián)合助劑氧化高硫煤的脫 硫方法，其特征在于，包括步驟： 51 :取原煤破碎、篩分、烘干得到74-300um的煤粉； 52 :把步驟S1得到的煤粉與潤濕劑混合，煤粉的質(zhì)量與潤濕劑的體積比為5~20 :1 ;潤 濕劑作為是為了讓煤粉和反應(yīng)助劑充分接觸混合，提高脫硫率； 53 :把步驟S2得到的潤濕后的煤粉與反應(yīng)助劑混合，攪拌5-30min后，過濾分離； 所述反應(yīng)助劑為過氧化物溶液與堿溶液的混合液，過氧化物溶液與堿溶液的體積比為 1：1; 其中潤濕后的煤粉的質(zhì)量與反應(yīng)助劑的體積比為1:5-10 ; 過濾分離后的濾液（即反應(yīng)助劑）可以返回下次利用，反應(yīng)助劑便宜且回收利用簡單， 對(duì)設(shè)備腐蝕??； 54 :把步驟S3過濾后得到的煤樣放在微波下進(jìn)行輻照，微波頻率為2400~2500MHz，微 波輻照功率為300~1000W，微波輻照時(shí)間為3~15min，壓力為常壓；對(duì)經(jīng)過微波輻射后的煤 樣用水進(jìn)行洗滌，過濾，當(dāng)濾液的pH值小于9時(shí)(用酸度計(jì)檢測)，停止洗滌；微波輻射反應(yīng) 時(shí)間短，效率高； 55 :對(duì)步驟S4過濾得到的煤樣進(jìn)行干燥，干燥溫度不大于110°C，干燥時(shí)間為3~4h，即 得低硫煤，干燥溫度不能設(shè)置過高，從而防止高溫煤樣變質(zhì)。
[0009] 作為優(yōu)選，所述步驟S2中的潤濕劑為95%的酒精，目的是使煤樣與反應(yīng)助劑充分 接觸。
[0010] 作為優(yōu)選，所述步驟S3中的氧化物溶液為濃度為10%~2%的H202，堿溶液為濃度為 0. 2~4mol/L的Na0H、K0H、NH3H20或Na2C03。在堿性氧化氣氛下可將煤中的無機(jī)硫及部分有 機(jī)硫轉(zhuǎn)化成可溶性的硫酸鹽硫，可通過水洗將其脫除。
[0011] 作為優(yōu)選，所述步驟S4中微波輻照功率為1000W。
[0012] 本實(shí)驗(yàn)采用H202在堿性條件下，將煤中的無機(jī)硫及部分有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為可溶性的 硫酸鹽硫，過濾后用微波照射煤堿混合物，煤堿混合物的溫度迅速上升，使它們之間充分接 觸，增加熔融堿進(jìn)入煤基質(zhì)的傳質(zhì)速率，促進(jìn)了脫硫速率煤中的含硫化合物(黃鐵礦硫、單 質(zhì)硫及有機(jī)硫）與堿的反應(yīng)速率，從而提高了脫硫速率，繼續(xù)將部分剩余的硫轉(zhuǎn)化為可溶性 的硫酸鹽，通過洗滌將這些硫酸鹽洗滌脫除，因此煤中的硫含量降低。
[0013] 主要化學(xué)反應(yīng)如下： H202+Na0H+FeS2 -Fe(OH) 3I+Na2S04+H20 +Fe2 (S04) 3 ^C^+NaOH+RfS-I^ - RiOH+I^OH+Na# FeS2+NaOH^NaFeO2+Na2S+H20 02R-SH+NaOH-R+Na2S+H20 R「S-R2+NaOH-R{H+R20H+Na2S 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)： 1、本發(fā)明通過添加潤濕劑使煤粉和反應(yīng)助劑充分接觸，增加接觸面積，提高脫硫率。
[0014] 2、本發(fā)明所述的方法是在化學(xué)試劑浸取后對(duì)煤粉進(jìn)行微波脫硫，利用微波的高效 性、選擇性、穿透性，對(duì)煤粉進(jìn)行迅速加熱，條件溫和，易于控制，對(duì)煤炭有機(jī)質(zhì)的損害程度 很輕。
[0015] 3、助劑利用率高，雙氧水是綠色氧化劑，對(duì)環(huán)境污染小。實(shí)驗(yàn)中的化學(xué)試劑通過 簡單的過濾即可重復(fù)使用，在微波加熱前對(duì)助劑進(jìn)行過濾，減少蒸發(fā)損失和對(duì)微波設(shè)備的 腐蝕，保護(hù)環(huán)境。
[0016] 4、節(jié)約資源，助劑幾乎可以完全回收，成本低，反應(yīng)時(shí)間短，簡單經(jīng)濟(jì)，具有推廣 價(jià)值。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0019] 參見圖1，本發(fā)明提供的脫硫方法，首先將破碎、篩分后的煤樣添加潤濕劑，然后加 反應(yīng)助劑，通過一定的物理攪拌使煤樣與助劑充分接觸，形成混合物；攪拌一段時(shí)間后，過 濾進(jìn)行固液分離，將過濾后的煤樣放在微波條件下進(jìn)一步脫除煤中的S，得到高效、清潔的 低硫煤，滿足工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)低硫煤的需求。
[0020] 實(shí)施例1:一種微波聯(lián)合助劑氧化高硫煤的脫硫方法：本實(shí)施例中的原煤為南桐 煤。
[0021] 將20g南桐煤破碎、篩分（粒度小于74um)烘干后的南桐煤置于250ml的錐形瓶 中，加入2ml酒精潤濕煤樣，再加入100ml2mol/L的NaOH溶液和100ml2%的雙氧水，常溫 下攪拌30min，然后進(jìn)行過濾，將過濾后的煤樣進(jìn)行微波輻照15min，微波功率為1000W，取 出煤樣，過濾洗滌，至濾液PH〈9,除去表面殘留的NaOH與雙氧水，將過濾得到的煤樣濾餅放 入110°C的干燥箱中烘干3~4h，得到低硫煤。
[0022] 用艾士卡法檢測煤實(shí)施例1得到的低硫煤中的全硫含量。
[0023] 實(shí)施例1的方法脫硫效果如表1 : 表1
實(shí)施例2-4按照實(shí)施例1中所述的方法進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)煤樣為南桐煤，所不同的是反應(yīng) 助劑的濃度，其他處理方式和反應(yīng)條件均相同。效果如表2 : 表2
實(shí)施例8:-種微波聯(lián)合助劑氧化尚硫煤的脫硫方法：本實(shí)施例中的原煤為來鋼煤。
[0024] 將20g破碎、篩分（粒度小于300um)烘干后的萊鋼煤置于250ml的錐形瓶中，加 入2ml酒精潤濕煤樣，再加入100ml4mol/L的NaOH溶液和100ml4%的雙氧水，常溫下攪 拌lOmin，然后進(jìn)行過濾，將過濾后的煤樣進(jìn)行微波輻照5min，微波功率為300W，取出煤樣， 過濾洗滌，至濾液PH〈9,除去表面殘留的NaOH與雙氧水，將濾餅放入110°C的干燥箱中烘干 3h得到低硫煤。
[0025] 實(shí)施例8的方法脫硫效果如表3 : 表3
實(shí)施例9: 將20g破碎、篩分（粒度小于150um)烘干后的南桐煤置于250ml的錐形瓶中，加入lml酒精潤濕煤樣，再加入100ml4mol/L的NaOH溶液和100ml10%的雙氧水，常溫下攪拌 20min，不進(jìn)行微波輻照，直接進(jìn)行洗滌，過濾分離，取出煤樣，過濾洗滌后濾液PH〈9,除去 表面殘留的NaOH與雙氧水，將濾餅放入90°C的干燥箱中烘干4h得到低硫煤。
[0026] 實(shí)施例9的方法脫硫效果如表4 : 表4
實(shí)施例10: 將20g破碎、篩分(粒度小于300um)烘干后的萊鋼煤置于250ml的錐形瓶中，加入 2ml酒精潤濕煤樣，再加入100mllmol/L的NaOH溶液和100ml4%的雙氧水，常溫下攪拌 5min，不進(jìn)行微波輻照，直接進(jìn)行洗滌，過濾分離，取出煤樣，過濾洗滌后濾液PH〈9,除去表 面殘留的NaOH與雙氧水，將濾餅放入100°C的干燥箱中烘干3h，得到低硫煤。
[0027] 實(shí)施例10的方法脫硫效果如表5 : 表5
實(shí)施例9和10的脫硫過程，沒有進(jìn)行微波輻照，而是直接進(jìn)行洗滌，過濾分離，實(shí)施例 9和10的方法，其脫硫率遠(yuǎn)低于實(shí)施例1-8中采用進(jìn)行微波輻照的方法的脫硫率，而且，實(shí) 施例9和10的方法得到的脫硫煤中的硫的含量也遠(yuǎn)高于實(shí)施例1-8的方法得到硫煤中的 硫的含量。因此，不難看出，微波輻照配合適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)環(huán)境以及恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)助劑，可以取得 較高的脫硫率，從而得到硫含量很低的脫硫煤。
[0028] 最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種微波聯(lián)合助劑氧化高硫煤的脫硫方法，其特征在于，包括步驟： 51 :取原煤破碎、篩分、烘干得到74-300 um的煤粉； 52 :把步驟Sl得到的煤粉與潤濕劑混合，煤粉的質(zhì)量與潤濕劑的體積比為5~20 :1 ; 53 :把步驟S2得到的潤濕后的煤粉與反應(yīng)助劑混合，攪拌5-30min后，過濾分離； 所述反應(yīng)助劑為過氧化物溶液與堿溶液的混合液，過氧化物溶液與堿溶液的體積比為 1 ：1 ; 其中潤濕后的煤粉的質(zhì)量與反應(yīng)助劑的體積比為1:5~10 ; 54 :把步驟S3過濾后得到的煤樣放在微波下進(jìn)行輻照，微波頻率為2400~2500MHz，微 波輻照功率為300~1000W，微波輻照時(shí)間為3~15min，壓力為常壓；對(duì)經(jīng)過微波輻射后的煤 樣用水進(jìn)行洗滌，過濾，當(dāng)濾液的PH值小于9時(shí)，停止洗滌； 55 :對(duì)步驟S4過濾得到的煤樣進(jìn)行干燥，干燥溫度不大于110°C，干燥時(shí)間為3~4h，即 得低硫煤。2. 如權(quán)利要求1所述的微波聯(lián)合助劑氧化高硫煤的脫硫方法，其特征在于，所述步驟 S2中的潤濕劑為95%的酒精。3. 如權(quán)利要求1所述的微波聯(lián)合助劑氧化高硫煤的脫硫方法，其特征在于，所述步驟 S3中的氧化物溶液是濃度為10%~2%的H 2O2，堿溶液是濃度為0. 2~4mol/L的NaOH、KOH、 NH3H2O 或 Na2CO304. 如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的微波聯(lián)合助劑氧化高硫煤的脫硫方法，其特征在于， 所述步驟S4中微波輻照功率為1000W。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微波聯(lián)合助劑氧化高硫煤脫硫的方法，它包括如下步驟：向破碎后的煤粉中加入潤濕劑和反應(yīng)助劑，攪拌一定時(shí)間，過濾分離反應(yīng)助劑和煤粉，將反應(yīng)后的煤粉放置于微波輻射下進(jìn)行反應(yīng)；輻照一段時(shí)間后，洗滌過濾得到脫硫后的低硫煤。該方法的脫硫率較高且對(duì)煤結(jié)構(gòu)破壞較輕，對(duì)有機(jī)硫和無機(jī)硫均有脫除作用；反應(yīng)助劑便宜且回收利用簡單，對(duì)設(shè)備腐蝕小；微波輻射反應(yīng)時(shí)間短，效率高；煤粉和反應(yīng)助劑充分接觸混合，脫硫率高。
【IPC分類】C10L9/06
【公開號(hào)】CN105132073
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510562045
【發(fā)明人】張生富, 張鵬奇, 邱淑興, 邱貴寶, 溫良英, 劉偉
【申請(qǐng)人】重慶大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月7日