CN104152208A - 一种煤炭脱硫的工艺 - Google Patents

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刘松
葛涛
夏浩
汪鹏
卢旭东
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Abstract

本发明公开了一种煤炭脱硫的工艺，本发明由特种乳化剂、分散剂、清洗剂和络合剂及渗透剂按照一定的比例经科学复配加工而成。根据煤炭燃烧反应机理，在洗煤脱硫设备中加入络合洗煤脱硫剂组合物，通过氧化、催化和金属离子交换等作用，将煤中的无机硫和有机硫化物等有害物质通过化学反应形成易溶于水的硫化物，达到环境保护之目的。

Description

一种煤炭脱硫的工艺
技术领域
本发明涉及煤炭脱硫领域，具体涉及一种煤炭脱硫的工艺。
背景技术
煤中的硫通常以有机硫和无机硫的状态存在。有机硫组成结构非常复杂，主要存在形式有硫醇、硫醚、双硫醚以及呈杂环状态的硫醌和噻吩等；有机硫主要来自成煤植物中的蛋白质和微生物的蛋白质；蛋白质中含硫量为0.3％～2.4％，总含硫量一般都小于0.5％以下的大多数煤，一般都以有机硫为主。煤中无机硫主要来自矿物质中各种含硫化合物和少量硫酸盐。硫化物中硫清除的难易程度与硫化物的颗粒大小及分布状态有关，粒度大者可用洗选法除去，粒度极小且均匀分布在煤中者，就难以除去；有机硫与煤中有机质共生，结为一体，分布均匀，不易清除。
煤中的硫对于炼焦、气化、燃烧和贮运都十分有害，因此含硫量是评价煤质的重要指标之一。煤在炼焦时，约60％的硫进入焦炭。硫的存在使生铁具有热脆性，用这些生铁炼制的钢不能直接轧制成材。为了除去硫，在高炉生产中需要增加石灰石和焦炭用量，因而导致高炉生产能力降低，焦化比高。经验表明，焦炭中硫含量每增加0.1％，炼铁时焦炭和石灰石将分别增加2％，高炉生产能力下降2％～2.5％，因此对用于炼焦的煤，要求硫分小于1％。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种煤炭脱硫的工艺。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种煤炭脱硫的工艺，包括如下步骤：
S1、取适量煤炭粉碎，粒度为0.075mm；
S2、将步骤S1所得的煤粉置于反应釜中，加入20-25份浓度为30-100mg/L的次氯酸钠，搅拌均匀；
S3、将步骤S2所得溶液调整PH＝7，均分多次加入适量过硫酸铵，搅拌均匀，反应25min；
S4、将步骤S3所得的溶液加热至120℃，加入25-32份四氯乙烯，25-32份对甲酚，搅拌均匀，萃取100min；
S5、加入16-21份HEDP络化铁，适量苯二酚和氨三乙酸，搅拌均匀；
S6、加入7～12份二氧化锰，搅拌均匀，氧化60min；
S7、在搅拌下，将3～5份聚合氯化铝铁、1～2份尿素、1～2份聚丙烯酰胺、0.5～0.8份十二烷基苯磺酸钠和0.2～0.4份分散剂JFC依次加入到步骤S6所得溶液中，反应90min后，过滤，蒸馏。
其中，所述步骤还包括取12～16份重铬酸钠气化，缓慢通入反应釜中，整个过程贯穿整个脱硫工艺。
其中，所述n(过硫酸铵)∶n(硫化物)＝1.5。
其中，所述四氯乙烯与对甲酚的体积比为1∶1，液固比为12∶1。
其中，所述n(HEDP)∶n(氨三乙酸)∶n(Fe3+)＝(0.5-1)∶1∶1。
其中，次氯酸钠和过硫酸铵为强氧化剂，主要脱除煤中的无机硫。过硫酸铵为引发剂，容易分解成自由基。次氯酸钠和过硫酸铵的脱硫机理是通过氧化作用是煤中的硫元素转化为可溶于水的离子，然后通过水洗作用脱除，黄铁矿是煤中无机硫的主要存在形式，其硫元素可以被氧化生成硫酸根离子，而硫酸盐易沉淀于洗煤设备的底部变为泥渣除去。
四氯乙烯、对甲酚对煤中有机硫的脱出效果明显。四氯乙烯、对甲酚的脱硫机理是通过此类有机溶剂的萃取作用，将煤中的有机含硫基团的硫元素以及少量无机硫元素提取出来。
HEDP络化铁为全能脱硫络合剂，而络合剂是利用其自身的酸性和所带活性基团优异的络合能力，它们对煤、黄铁矿和白铁矿分子中的铁离子和硫离子有很强的络合能力，此络合剂优点是易于生物降解，不污染环境，无毒害作用。苯二酚可以提高其氧化性，加快脱硫反应速度，加入氨三乙酸可以增强对二价铁离子的络合能力。
二氧化锰属强氧化剂，在酸性条件下氧化性更强，能氧化负价态的硫离子及二氧化硫等。
重铬酸钠是本发明产品中的催化剂，加入催化剂后能显著提高脱硫活性，使燃煤中碳的晶格发生扭曲变化，碳-金属络合物容易从晶格中脱离出来，能够促进中间产物的生成速率，进而提高了煤炭中硫的络合效率；对金属材料具有很好的缓蚀保护性，能有效地防止锅炉等设备的腐蚀，并对硫化物的络合有催化氧化作用。
聚合氯化铝铁是由铝盐和铁盐混凝水解而成一种无机高分子混凝剂，依据协同增效原理，加入单质铁或三氧化二铁和其它含铁化合物复合而制得的一种新型高效混凝剂。它集铝盐和铁盐各自优点，对铝离子和铁离子的形态都有明显改善，聚合程度大为提高。取铝、铁混凝剂各自对气浮操作有利之处，改善聚合氯化铝的混凝性能。
聚丙烯酰胺是水溶性高分子聚合物，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的摩擦阻力。
JFC表面活性剂为乳化、渗透剂，使催化剂能均匀地渗透到煤粒表面，能在燃烧前使催化剂与所添加的其他组分充分混合。本发明产品对煤炭进行络合清洗脱硫处理，使硫与络合剂和强氧化剂反应，生成易溶解于水的络合物的硫化物盐类，达到洗煤脱硫的目的，完成煤在燃烧前的洗煤脱硫，脱硫效率在70％左右。使用本发明产品进行络合洗煤脱硫，能减轻脱硫设备，对剩余的SO2进行脱硫的处理压力，特别对煤质的含硫波动变化大和脱硫设备处理达不到脱硫效果的锅炉，均无需对现有脱硫设备进行技术改造和扩容改造，就能达到二氧化硫排放的环保指标。
本发明具有以下有益效果：
上述方案中，由特种乳化剂、分散剂、清洗剂和络合剂及渗透剂按照一定的比例经科学复配加工而成。根据煤炭燃烧反应机理，在洗煤脱硫设备中加入络合洗煤脱硫剂组合物，通过氧化、催化和金属离子交换等作用，将煤中的无机硫和有机硫化物等有害物质通过化学反应形成易溶于水的硫化物，达到环境保护之目的。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种煤炭脱硫的工艺，包括如下步骤：
S1、取适量煤炭粉碎，粒度为0.075mm；
S2、将步骤S1所得的煤粉置于反应釜中，加入20份浓度为30mg/L的次氯酸钠，搅拌均匀；
S3、将步骤S2所得溶液调整PH＝7，均分多次加入适量过硫酸铵，搅拌均匀，反应25min；
S4、将步骤S3所得的溶液加热至120℃，加入25份四氯乙烯，25份对甲酚，搅拌均匀，萃取100min；
S5、加入16份HEDP络化铁，16份苯二酚和16份氨三乙酸，搅拌均匀；
S6、加入7份二氧化锰，搅拌均匀，氧化60min；
S7、在搅拌下，将3份聚合氯化铝铁、1份尿素、1份聚丙烯酰胺、0.5份十二烷基苯磺酸钠和0.2份分散剂JFC依次加入到步骤S6所得溶液中，反应90min后，过滤，蒸馏。
其中，所述步骤还包括取12份重铬酸钠气化，缓慢通入反应釜中，整个过程贯穿整个脱硫工艺。
经检测，通过红外光谱法检测处理后的煤炭，脱硫率达98.87％。
实施例2
一种煤炭脱硫的工艺，包括如下步骤：
S1、取适量煤炭粉碎，粒度为0.075mm；
S2、将步骤S1所得的煤粉置于反应釜中，加入25份浓度为100mg/L的次氯酸钠，搅拌均匀；
S3、将步骤S2所得溶液调整PH＝7，均分多次加入适量过硫酸铵，搅拌均匀，反应25min；
S4、将步骤S3所得的溶液加热至120℃，加入32份四氯乙烯，32份对甲酚，搅拌均匀，萃取100min；
S5、加入21份HEDP络化铁，21份苯二酚和21份氨三乙酸，搅拌均匀；
S6、加入12份二氧化锰，搅拌均匀，氧化60min；
S7、在搅拌下，将5份聚合氯化铝铁、2份尿素、2份聚丙烯酰胺、0.8份十二烷基苯磺酸钠和0.4份分散剂JFC依次加入到步骤S6所得溶液中，反应90min后，过滤，蒸馏。
其中，所述步骤还包括取16份重铬酸钠气化，缓慢通入反应釜中，整个过程贯穿整个脱硫工艺。
经检测，通过红外光谱法检测处理后的煤炭，脱硫率达99.85％。
实施例3
一种煤炭脱硫的工艺，包括如下步骤：
S1、取适量煤炭粉碎，粒度为0.075mm；
S2、将步骤S1所得的煤粉置于反应釜中，加入22.5份浓度为65mg/L的次氯酸钠，搅拌均匀；
S3、将步骤S2所得溶液调整PH＝7，均分多次加入适量过硫酸铵，搅拌均匀，反应25min；
S4、将步骤S3所得的溶液加热至120℃，加入28.5份四氯乙烯，28.5份对甲酚，搅拌均匀，萃取100min；
S5、加入18.5份HEDP络化铁，适量苯二酚和氨三乙酸，搅拌均匀；
S6、加入9.5份二氧化锰，搅拌均匀，氧化60min；
S7、在搅拌下，将4份聚合氯化铝铁、1.5份尿素、1.5份聚丙烯酰胺、0.65份十二烷基苯磺酸钠和0.3份分散剂JFC依次加入到步骤S6所得溶液中，反应90min后，过滤，蒸馏。
其中，所述步骤还包括取14份重铬酸钠气化，缓慢通入反应釜中，整个过程贯穿整个脱硫工艺。
经检测，通过红外光谱法检测处理后的煤炭，脱硫率达98.89％
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种煤炭脱硫的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、取适量煤炭粉碎，粒度为0.075mm；
S2、将步骤S1所得的煤粉置于反应釜中，加入20-25份浓度为30-100mg/L的次氯酸钠，搅拌均匀；
S3、将步骤S2所得溶液调整PH＝7，均分多次加入适量过硫酸铵，搅拌均匀，反应25min；
S4、将步骤S3所得的溶液加热至120℃，加入25-32份四氯乙烯，25-32份对甲酚，搅拌均匀，萃取100min；
S5、加入16-21份HEDP络化铁，适量苯二酚和氨三乙酸，搅拌均匀；
S6、加入7～12份二氧化锰，搅拌均匀，氧化60min；
S7、在搅拌下，将3～5份聚合氯化铝铁、1～2份尿素、1～2份聚丙烯酰胺、0.5～0.8份十二烷基苯磺酸钠和0.2～0.4份分散剂JFC依次加入到步骤S6所得溶液中，反应90min后，过滤，蒸馏。
2.根据权利要求1所述的一种煤炭脱硫的工艺，其特征在于，所述步骤还包括取12～16份重铬酸钠气化，缓慢通入反应釜中，整个过程贯穿整个脱硫工艺。
3.根据权利要求1所述的一种煤炭脱硫的工艺，其特征在于，所述n(过硫酸铵)∶n(硫化物)＝1.5。
4.根据权利要求1所述的一种煤炭脱硫的工艺，其特征在于，所述四氯乙烯与对甲酚的体积比为1∶1，液固比为12∶1。
5.根据权利要求1所述的一种煤炭脱硫的工艺，其特征在于，所述n(HEDP)∶n(氨三乙酸)∶n(Fe3+)＝(0.5-1)∶1∶1。
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