[發(fā)明專利]一種電芬頓—鐵還原法氧化煤的脫硫方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011153486.4
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112266808A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 虞琦;張勇;鄒明旭;陳亞輝;郭立穎;劉洪宇;徐鐵軍;朱靜;朱海峰;班玉鳳
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C10L9/06
• 分類號: C10L9/06
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務(wù)所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

本發(fā)明涉及一種電芬頓—鐵還原法氧化煤的脫硫方法，將煤加入一定比例的水后，磨制成粒度合格的水煤漿；將水煤漿與FeSO₄溶液充分混合后，靜置1h～2h，與雙氧水和酸液在無隔膜電解槽中混合，形成芬頓試劑氧化體系；將芬頓試劑氧化體系進行電化學(xué)反應(yīng)，得到脫硫后的水煤漿；將脫硫后的水煤漿用水洗至中性，再過濾、干燥，得到脫硫后的煤粉。本發(fā)明提供的只需加入少量化學(xué)試劑的煤脫硫方法，處理高硫煤粉，本發(fā)明處理后脫硫率可達40％～50％。耗能低，可以大幅度降低處理成本；而且設(shè)備相對簡單，后處理簡單，易于實現(xiàn)自動控制，環(huán)境友好型，適合大規(guī)模工業(yè)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)法高級氧化技術(shù)(AOPs)脫硫領(lǐng)域，尤其涉及電芬頓法產(chǎn)生強氧化性的羥基自由基氧化脫除含硫高的煤燃料的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國是世界唯一以煤炭為主的能源消耗大國，煤炭約占全國能源生產(chǎn)和消費的一半以上，煤耗占世界煤炭消費總量的20％多，而且我國高硫煤大多數(shù)用來燃燒，要降低和控制硫氧化物的污染，國家及時出臺蠟限制和停產(chǎn)高硫煤的政策和措施，無疑近期內(nèi)降低和緩解大氣污染；然而，高硫煤仍是我國重要的煤炭資源，我國高硫煤品種齊全，既有高硫褐煤和煙煤，亦發(fā)現(xiàn)有高硫無煙煤。高硫煤中硫大部分為硫鐵礦形態(tài)存在，也發(fā)現(xiàn)少數(shù)以有機硫為主的高硫煤，我國高硫煤的儲量相當(dāng)可觀，尋求各種脫硫技術(shù)滿足高硫煤在不同使用環(huán)境的利用。

解決煤系燃料的硫高問題，除了在煤燃料使用過程中需要開發(fā)和應(yīng)用一些脫硫技術(shù)外，開發(fā)對煤燃料直接脫硫技術(shù)也十分必要。

煤燃料中大部分硫為碳鍵結(jié)合的有機硫，報道煤燃料直接脫硫的方法包括高溫煅燒、溶劑抽提脫硫、堿金屬化合物的化學(xué)處理、加氫脫硫、在真空中脫硫等。(1)高溫煅燒，固體燃料中的C-S鍵鍵能高而不易斷裂，因此在1400℃或更高溫度下進行煤燃料脫硫是最直接和最有效的方法。煅燒過程溫度越高脫硫率越高，一方面影響煅后焦的性能，另一方面能耗高、脫硫成本高。(2)溶劑抽提脫硫利用相似相溶原理用類似的化合物做浸漬溶劑，流程簡單，但脫硫率低，一般不超過20％，且工業(yè)規(guī)模應(yīng)用難度較大。(3)加氫脫硫是使用固定床對煤進行加熱通入氫氣，溫度越高脫硫效果越好，反應(yīng)溫度為一千多度。(4)煤燃料真空脫硫，在1500℃下，保持2小時，粒徑-150mm，真空度1pa。真空度提高了脫硫效率。更重要的優(yōu)勢是，可以通過高溫煅燒來代替?zhèn)鹘y(tǒng)脫硫過程中的SO₂排放。上述脫硫方法在應(yīng)用時，分別存在耗能、耗氫或不適合大規(guī)模工業(yè)化等問題限制了工業(yè)實施。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：

本發(fā)明提供一種電芬頓—鐵還原法氧化煤的脫硫方法，其目的在于解決現(xiàn)有脫硫方法存在耗能、耗氫或不適合大規(guī)模工業(yè)化的問題。

技術(shù)方案：

一種電芬頓—鐵還原法氧化煤的脫硫方法，包括如下步驟：

(1)將煤加入一定比例的水后，磨制成粒度合格的水煤漿；

(2)將步驟(1)中得到的水煤漿與FeSO₄溶液充分混合后，靜置1h～2h，與雙氧水和酸液在無隔膜電解槽中混合，形成芬頓試劑氧化體系；

(3)將步驟(2)中芬頓試劑氧化體系進行電化學(xué)反應(yīng)，得到脫硫后的水煤漿；

(4)將步驟(3)中脫硫后的水煤漿用水洗至中性，再過濾、干燥，得到脫硫后的煤粉。

步驟(1)中一定比例的水為按煤的質(zhì)量占比50％±5％加入。

步驟(1)中粒度合格的水煤漿為磨制成的水煤漿粒徑控制在50～180um。

步驟(2)中雙氧水摩爾濃度為0.0546mol/L～0.12mol/L。