[發(fā)明專利]基于離子液體-非極性超臨界流體體系的原煤脫硫方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911148835.0
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110835571A
• 公開（公告）日: 2020-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鞏林盛;彭垠;劉晉芳;趙剛強;田剛;桂夏輝
• 申請（專利權(quán)）人: 山西焦煤集團有限責(zé)任公司;中國礦業(yè)大學(xué);江蘇碳?xì)湓鍧嵞茉醇夹g(shù)研究院有限公司
• 主分類號: C10L9/00
• 分類號: C10L9/00;B01D11/02
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

本發(fā)明屬于離子液體微波催化以及非極性流體對煤燃前脫硫領(lǐng)域，具體為基于離子液體?非極性超臨界流體體系的原煤脫硫方法，解決了原煤燃前脫硫的問題。本發(fā)明所述方法是將離子液體和非極性超臨界流體混合作為綠色化學(xué)溶劑，進(jìn)入到原煤的孔隙中與原煤中的硫發(fā)生反應(yīng)，并再將原煤中的硫帶出來，結(jié)合微波輔助，脫硫效果好。本發(fā)明所述方法使用易分離、低污染、低能耗、高效率的綠色溶劑體系進(jìn)行脫硫，為煤炭燃前脫硫提供一種環(huán)保、高效的脫硫方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于離子液體微波催化以及非極性流體對煤燃前脫硫領(lǐng)域，具體為基于離子液體-非極性超臨界流體體系的原煤脫硫方法。

背景技術(shù)

煤中的硫是主要的煤系有害元素之一，高硫煤的燃燒、焦化及其它利用過程都會使煤中的硫分逸出，造成嚴(yán)重的環(huán)境影響。煤中的硫不僅對后續(xù)的工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量有惡化效應(yīng)，其燃燒產(chǎn)生的硫氧化物和高毒的羥基硫化物也會對大氣造成嚴(yán)重污染。鑒于此，大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，落實煤炭燃前脫硫措施已是刻不容緩。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決原煤燃前脫硫問題，提供了基于離子液體-非極性超臨界流體體系的原煤脫硫方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是：基于離子液體-非極性超臨界流體體系的原煤脫硫方法，包括以下步驟：

、原煤預(yù)處理：選定原煤后將其粉碎，制得煤樣進(jìn)行工業(yè)分析、元素分析、全硫含量、有機硫含量以及粘結(jié)指數(shù)的規(guī)定；

、制備離子液體-非極性超臨界流體體系：選定離子液體，所述離子液體為[brim]BF4或[brim]PF6，選定非極性超臨界流體作為溶劑，所述非極性超臨界流體為二氧化碳、正己烷或甲苯，將離子液體和溶劑按照0.05~0.25：1mol/L的比例混合；

、通入物料：將步驟中得到的煤樣投入萃取釜，并密封萃取釜，再將離子液體-非極性超臨界流體體系加壓通入萃取釜，煤樣與離子液體-非極性超臨界流體體系的比為0.5~2:1；

、加熱萃取釜：先利用微波加熱裝置對萃取釜進(jìn)行加熱，微波加熱至100℃后水浴保溫，煤樣在離子液體-非極性超臨界流體體系中進(jìn)行脫硫反應(yīng)，反應(yīng)過程中進(jìn)行機械攪拌；

、煤樣解析：脫硫反應(yīng)后得到萃取物，將萃取物從非極性超臨界流體中解析出來，然后收集煤樣進(jìn)行分析檢測。

最終，步驟得出的反應(yīng)之后的煤樣分析結(jié)果與步驟中原煤預(yù)處理時的分析結(jié)果對比，能夠得知脫硫效果以及本發(fā)明所述方法是否對原煤的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生改變等影響。最終分析結(jié)構(gòu)對比，本發(fā)明所述方法脫硫效果好，而且不會對原煤結(jié)構(gòu)造成改變。所述方法是一種環(huán)保、高效的脫硫方法。

離子液體是指在室溫或接近室溫下呈現(xiàn)液態(tài)的、完全由陰陽離子所組成的鹽，也稱為低溫熔融鹽。對大多數(shù)無機物、有機物和高分子材料來說，離子液體是一種優(yōu)良的溶劑；表現(xiàn)出酸性及超強酸性質(zhì)，使得它不僅可以作為溶劑使用，而且還可以作為某些反應(yīng)的催化劑使用，這些催化活性的溶劑避免了額外的可能有毒的催化劑或可能產(chǎn)生大量廢棄物的缺點；它有效地避免了傳統(tǒng)有機溶劑的使用所造成嚴(yán)重的環(huán)境、健康、安全以及設(shè)備腐蝕等問題，為名副其實的、環(huán)境友好的綠色溶劑。研究表明，微波可以將加入少量離子液體的有機溶劑迅速加熱到遠(yuǎn)高于純有機溶劑沸點的溫度。非極性超臨界流體具有優(yōu)異的溶解和傳質(zhì)性能，同時還具有低的粘度和高的擴散系數(shù)，其溶解和傳質(zhì)能力強。另外，非極性超臨界流體還具有無毒、化學(xué)惰性、阻燃和價格低廉等優(yōu)點。選擇[brim]BF4或[brim]PF6作為離子液體可以避免離子液體對溶劑的污染，使得離子液體成為一個非常有效的微波反應(yīng)助劑。

本發(fā)明將離子液體與非極性超臨界流體兩種綠色化學(xué)溶劑結(jié)合形成離子液體-非極性超臨界流體體系，并輔以微波進(jìn)行脫硫反應(yīng)，為煤炭有機硫的部分脫除提供一種可行的試驗方法。