CN105542899A - 一种煤炭脱硫方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤炭脱硫方法，包括一次微波辐射、氧化、二次微波辐射及伽玛射线辐照步骤。本发明结合物理和化学方法，通过采用二次微波辐射及伽马射线辐照的方案，提高煤炭中的硫分去除率，并且保证煤质免受破坏。
Description
技术领域
本发明属于环境保护领域，复合利用物理和化学方法，尤其涉及一种煤炭脱硫方法。
背景技术
煤炭脱硫是当前研究的热点之一。煤炭脱硫大致可以分为物理法、化学法、生物法等。微波作为一种能量，20世纪80年代以来，在化学反应方面的应用越来越受到科学家们的关注，微波技术在煤炭脱硫领域也有相关的应用报道。
微波是频率在300MHz～300GHz，即波长为100nm～1mm的电磁波。最初应用于雷达，后来应用于生物、化工和分析测试方面。微波作为一种辅助手段不仅可改善反应条件、加快反应速度、提高反应产率，还可促进一些难以进行的反应发生，其已在很多领域得到广泛研究与应用。而利用微波进行煤炭脱硫是一个有前途的脱硫新方法。利用微波这一新手段，能使煤炭的脱硫率大大提高。
微波能够应用于煤炭脱硫方面，是根据不同介质具有吸收不同频率微波能的这一物理性质。当电磁波通过具有复合介电常数的介质时，一部分电磁波的能量被介质吸收而转化成热能。由介质而引起的微波能损耗与该介质复合介电常数的虚数部分ε″成正比，它是以在单位电场中的损耗功的大小来确定的。
但是煤炭是一种非同质混合物，各种物质的复介电常数虚部ε″不同，如FeS2和灰成分的吸热速率就比煤高。当硫化物被迅速加热到反应温度时，煤质并未明显发热，煤质温度的提高有待预热传导过程的进行，这样可能既脱除了硫分又不破坏煤质的理想状况。
发明内容
本发明解决的技术问题是：为了获得一种既可有效脱除煤炭中的硫分，又不破坏煤质的方法，本发明提供一种煤炭脱硫方法。
技术方案：一种煤炭脱硫方法，包含以下步骤：
第1步、一次微波辐射：采用频率2.7GHz～3.9GHz、功率为700W～1200W的微波照射煤炭2～5分钟；
第2步、氧化：按重量份计，过氧乙酸12～30份、氯化铁14～25份、氧化锰8～19份、EDTA6～11份、SDS8～17份、四氯乙烯26～40份，配制氧化浸提液，在温度为68℃～85℃条件下，萃取煤炭中的有机硫；
第3步、二次微波辐射：采用频率4.0GHz～4.2GHz、功率为1300W～1500W的微波照射煤炭15s～45s；
第4步、采用能量为8MeV～15MeV、剂量为15kGy～40kGy的伽马射线辐照10～30分钟。
优选的，一次微波辐射：采用频率3.5GHz、功率为950W的微波照射煤炭3.5分钟。
优选的，第2步的氧化过程为：按重量份计，过氧乙酸24份、氯化铁21份、氧化锰14份、EDTA8份、SDS12份、四氯乙烯34份，配制氧化浸提液，在温度为78℃条件下，萃取煤炭中的有机硫。
优选的，第3步的二次微波辐射过程为，采用频率4.1GHz、功率为1450W的微波照射煤炭30s。
优选的，第4步中采用能量为12MeV、剂量为32kGy的伽马射线辐照25分钟。
优选的，第2步中，氧化浸提液与煤炭按质量比1.2～2.7:1混合。
有益效果：本发明结合物理和化学方法，通过采用二次微波辐射及伽马射线辐照的方案，提高煤炭中的硫分去除率，并且保证煤质免受破坏。
具体实施方式
实施例1
一种煤炭脱硫方法，包含以下步骤：
第1步、一次微波辐射：采用频率2.7GHz、功率为700W的微波照射煤炭2分钟；
第2步、氧化：按重量份计，过氧乙酸12份、氯化铁14份、氧化锰8份、EDTA6份、SDS8份、四氯乙烯26份，配制氧化浸提液，在温度为68℃条件下，萃取煤炭中的有机硫；氧化浸提液与煤炭按质量比1.2:1混合。
第3步、二次微波辐射：采用频率4.0GHz、功率为1300W的微波照射煤炭15s；
第4步、采用能量为8MeV、剂量为15kGy的伽马射线辐照10分钟。
实施例2
一种煤炭脱硫方法，包含以下步骤：
第1步、一次微波辐射：采用频率3.5GHz、功率为950W的微波照射煤炭3.5分钟；
第2步、氧化：按重量份计，过氧乙酸24份、氯化铁21份、氧化锰14份、EDTA8份、SDS12份、四氯乙烯34份，配制氧化浸提液，在温度为78℃条件下，萃取煤炭中的有机硫；氧化浸提液与煤炭按质量比1.9:1混合。
第3步、二次微波辐射：采用频率4.1GHz、功率为1450W的微波照射煤炭30s；
第4步、采用能量为12MeV、剂量为32kGy的伽马射线辐照25分钟。
实施例3
一种煤炭脱硫方法，包含以下步骤：
第1步、一次微波辐射：采用频率3.7GHz、功率为1100W的微波照射煤炭4分钟；
第2步、氧化：按重量份计，过氧乙酸26份、氯化铁23份、氧化锰16份、EDTA9份、SDS14份、四氯乙烯36份，配制氧化浸提液，在温度为81℃条件下，萃取煤炭中的有机硫；氧化浸提液与煤炭按质量比2.2:1混合。
第3步、二次微波辐射：采用频率4.2GHz、功率为1400W的微波照射煤炭40s；
第4步、采用能量为13MeV、剂量为34kGy的伽马射线辐照28分钟。
实施例4
一种煤炭脱硫方法，包含以下步骤：
第1步、一次微波辐射：采用频率3.9GHz、功率为1200W的微波照射煤炭5分钟；
第2步、氧化：按重量份计，过氧乙酸30份、氯化铁25份、氧化锰19份、EDTA11份、SDS17份、四氯乙烯40份，配制氧化浸提液，在温度为85℃条件下，萃取煤炭中的有机硫；氧化浸提液与煤炭按质量比2.7:1混合。
第3步、二次微波辐射：采用频率4.2GHz、功率为1500W的微波照射煤炭45s；
第4步、采用能量为15MeV、剂量为40kGy的伽马射线辐照30分钟。
对照例1
与实施例2的区别在于，未进行二次微波辐射，具体脱硫步骤如下：
第1步、一次微波辐射：采用频率3.5GHz、功率为950W的微波照射煤炭3.5分钟；
第2步、氧化：按重量份计，过氧乙酸24份、氯化铁21份、氧化锰14份、EDTA8份、SDS12份、四氯乙烯34份，配制氧化浸提液，在温度为78℃条件下，萃取煤炭中的有机硫；氧化浸提液与煤炭按质量比1.9:1混合。
第3步、采用能量为12MeV、剂量为32kGy的伽马射线辐照25分钟。
对照例2
与实施例2的区别在于，为采用伽马射线辐照，具体脱硫步骤如下：
第1步、一次微波辐射：采用频率3.5GHz、功率为950W的微波照射煤炭3.5分钟；
第2步、氧化：按重量份计，过氧乙酸24份、氯化铁21份、氧化锰14份、EDTA8份、SDS12份、四氯乙烯34份，配制氧化浸提液，在温度为78℃条件下，萃取煤炭中的有机硫；氧化浸提液与煤炭按质量比1.9:1混合。
第3步、二次微波辐射：采用频率4.1GHz、功率为1450W的微波照射煤炭30s。
通过实施例1～4和对照例1～2提供的方法对煤炭进行脱硫处理，对处理后的煤炭做检测，结果如表所示：
表1实施例1～4和对照例1～2脱硫效果检测
| 无机硫脱除率 | 有机硫脱除率 | 介电损耗 | |
| 实施例1 | 78% | 69% | 0.084 |
| 实施例2 | 92% | 84% | 0.023 |
| 实施例3 | 81% | 75% | 0.045 |
| 实施例4 | 86% | 78% | 0.037 |
| 对照例1 | 42% | 31% | 0.097 |
| 对照例2 | 38% | 31% | 0.112 |
表2实施例1～4和对照例1～2煤质检测
| 全水分 | 固定碳 | 灰分 | 挥发分 | |
| 实施例1 | 8 | 45 | 12 | 28 |
| 实施例2 | 9 | 50 | 5 | 22 |
| 实施例3 | 8 | 46 | 9 | 26 |
| 实施例4 | 9 | 48 | 11 | 25 |
| 对照例1 | 6 | 31 | 23 | 35 |
| 对照例2 | 5 | 33 | 24 | 38 |
Claims (6)
1.一种煤炭脱硫方法，其特征在于，包含以下步骤：
第1步、一次微波辐射：采用频率2.7GHz～3.9GHz、功率为700W～1200W的微波照射煤炭2～5分钟；
第2步、氧化：按重量份计，过氧乙酸12～30份、氯化铁14～25份、氧化锰8～19份、EDTA6～11份、SDS8～17份、四氯乙烯26～40份，配制氧化浸提液，在温度为68℃～85℃条件下，萃取煤炭中的有机硫；
第3步、二次微波辐射：采用频率4.0GHz～4.2GHz、功率为1300W～1500W的微波照射煤炭15s～45s；
第4步、采用能量为8MeV～15MeV、剂量为15kGy～40kGy的伽马射线辐照10～30分钟。
2.根据权利要求1所述的一种煤炭脱硫方法，其特征在于，一次微波辐射：采用频率3.5GHz、功率为950W的微波照射煤炭3.5分钟。
3.根据权利要求1所述的一种煤炭脱硫方法，其特征在于，第2步的氧化过程为：按重量份计，过氧乙酸24份、氯化铁21份、氧化锰14份、EDTA8份、SDS12份、四氯乙烯34份，配制氧化浸提液，在温度为78℃条件下，萃取煤炭中的有机硫。
4.根据权利要求1所述的一种煤炭脱硫方法，其特征在于，第3步的二次微波辐射过程为，采用频率4.1GHz、功率为1450W的微波照射煤炭30s。
5.根据权利要求1所述的一种煤炭脱硫方法，其特征在于，第4步中采用能量为12MeV、剂量为32kGy的伽马射线辐照25分钟。
6.根据权利要求1或3所述的一种煤炭脱硫方法，其特征在于，第2步中，氧化浸提液与煤炭按质量比1.2～2.7:1混合。
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