[發明專利]一種提升煤中硫脫除及熱轉化中固硫效率的方法

在審

• 申請號: 201911254672.4
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN111057604A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 由長福
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C10L9/02
• 分類號: C10L9/02;C10L9/08
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 宋傲男

一種提升煤中硫脫除及熱轉化中固硫效率的方法，涉及清潔煤技術領域。具體過程：將煤熱解后，浸泡于有機酸水溶液中，煤中硫以氣體形式釋放出來；在酸處理煤中加入具有脫硫效果的堿性成分，在后續煤熱轉化利用過程中堿性成分與含硫酸性氣體發生反應，實現固硫過程。該方法有以下優點：采用有機酸洗可解決熱解煤中硫化物難以從煤中脫除的問題，大幅提升煤中硫脫除效率，且對后續煤利用過程無影響；熱解過程可脫除大部分低溫容易釋放的煤中硫，剩余大部分硫從煤中釋放需較高溫度，而高溫條件下堿性成分脫硫反應速率高，可大幅提升脫硫劑利用率及其固硫效率。本方法實際實施中，可借鑒現有熱解、選煤、煤熱轉化裝置，過程簡單，設備成熟可靠。

技術領域

本發明涉及一種提升煤中硫脫除及熱轉化中固硫效率的方法，屬于清潔煤技術領域。

背景技術

煤利用所產生的污染物是造成生態環境破壞的最大污染源，已經成為了全球空氣污染治理的當務之急。針對煤利用過程中所產生的硫氧化物的脫除問題，目前主要采用煤利用后進行煙氣處理的方式進行，例如濕法、半干法或者干法脫硫技術，其優點是脫硫效率高，但存在投資和運行費用高、占地面積大等一系列問題。煙氣中硫氧化物主要來自于煤中硫，在煤炭利用前降低煤中硫的含量、在煤熱轉化過程中提升固硫效率是解決煤利用后煙氣處理方法帶來的投資運行費用與占地問題的重要途徑。

選煤是一種經濟可行的脫除煤中硫的重要方法，可脫除硫鐵礦為主的無機硫。在煤炭利用前，對其進行熱解處理，也可以脫除部分無機硫和有機硫，尤其無機硫中的黃鐵礦(FeS2)。由于原煤中大部分FeS₂在熱解過程中會形成FeS，導致熱解脫硫效率受到很大影響。煤熱利用過程中，采用原煤加入堿性脫硫劑以實現固硫的方法具有容易實現、設備簡單的優勢。但是實際過程中，由于煤中硫的釋放存在較大的溫度區間，尤其在溫度較低時，煙氣中硫組分與脫硫劑反應速率低，容易造成煤中堿性脫硫劑在爐內固硫效率低的問題。由上可見，開發一種提升煤中硫脫除率及熱轉化中固硫效率的方法，對清潔煤技術發展具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是針對現有原煤脫硫及煤熱轉化中固硫效率較低的問題，提出了一種提升煤中硫脫除效率及熱轉化中固硫效率的方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種提升煤中硫脫除及熱轉化中固硫效率的方法，包括：

將煤熱解，脫除部分硫元素，得到熱解煤；

將所述熱解煤完全浸泡于有機酸水溶液中，煤中硫以氣體形式釋放出來，實現煤中硫的脫除，并得到酸處理煤；

在所述酸處理煤中加入具有脫硫效果的堿性成分，制備得到燃料煤；

所述堿性成分與燃料煤熱轉化利用過程中釋放的含硫酸性氣體發生反應，實現固硫過程。

上述技術方案中，所述煤熱解溫度為450-1000℃。

上述技術方案中，所述有機酸包括草酸、乙酸、檸檬酸、蘋果酸和酒石酸中的任一種或幾種混合物。

上述技術方案中，所述有機酸水溶液中有機酸與熱解煤中硫的摩爾比為1:1-10:1。

上述技術方案中，所述熱解煤在有機酸水溶液中浸泡時間為5-300min。

上述技術方案中，所述堿性成分為鈣基脫硫劑、鎂基脫硫劑、鈉基脫硫劑中的一種或幾種混合物。