[发明专利]利用微波催化的煤炭脱硫的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤炭脱硫的方法，特别是利用微波催化的煤炭脱硫的方法。

背景技术

随着国际经济的快速发展，能源和环境问题也日益突出。一方面，能源的高消耗量带来了资源的高需求，但同时世界上有大量的资源由于质量问题而被浪费，能源短缺问题迫在眉睫；另一方面，能源的大量使用造成环境问题的恶化，在严重影响经济发展的同时也极大地威胁到人类的生存环境。上述问题在我国重要的能源资源煤炭上有着明显的体现。在中国，由于煤炭的大量燃烧造成向大气过多的二氧化硫排放，我国2000年二氧化硫排放总量1998万吨，是二氧化硫排放的世界第一大国。随着近年国内经济的高速发展，二氧化硫产生量将会越来越多；严重的环境污染问题正严重制约着我国经济的发展；另外，某些煤炭资源由于含硫量过高无法使用而只能废置，在引起环境污染的同时也造成资源极大的浪费。因此煤炭脱硫技术是解决上述问题的重要途径。

目前，现在普遍使用的煤炭脱硫方法主要分为3类：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。燃烧前脱硫方法技术特点是在不用将煤燃烧而直接脱出其中的硫分，又分为物理脱硫技术，化学脱硫技术，生物脱硫技术和温和净化脱硫技术，其中化学脱硫法和生物脱硫法脱硫效果很好，但是由于反应条件的苛刻性而严重制约着这些方法在工业生产中的应用；物理脱硫法包括着跳汰选煤，重介质选煤，摇床选煤等利用硫分和煤基质本身物理性质的差异方法进行硫煤分离的方法，在工业中已经有一定程度的应用，但是物理脱硫法只能脱出无机硫的一部分而无法脱出煤基质中的有机硫部分，因此脱硫效果一般，但能有效降低煤中灰尘量，方便运输。燃烧中脱硫方法主要是型煤燃烧固硫技术和流化床燃烧技术，其技术特点是在煤炭燃烧的过程中加入固硫剂与燃烧生成的二氧化硫反应生成沉积物而向大气排放，从而达到降排的效果，其脱硫效果比较理想，但是仍然存在固硫的过程中需要用到大量的固硫剂，而且沉积物量比较多而难以处理等问题；燃烧后脱硫技术主要指的是烟气脱硫技术，已经在国内大规模商业化，是将煤燃烧后对含有大量的二氧化硫的烟气进行后处理的一种技术，主要分为以石灰石脱硫技术，海水脱硫技术，氨法脱硫技术等为代表的湿法脱硫技术和以喷射类脱硫技术为代表的干法脱硫技术两大类。从其技术特点来看，烟气脱硫技术的效果非常好，能达到大于90％，但是普遍存在投入成本巨大，占地面积广等缺点，一般为大型的发电厂和用煤企业所采用。燃烧中脱硫和燃烧后脱硫技术前提是通过燃烧将煤炭的结构完全破坏使其中硫分变成反应性活泼的物质并加以吸收。

申请号为97116584.X的发明公开了一种煤炭的深度物理脱硫方法，将煤炭粉碎后通过乳化作用和高剪切搅拌作用分离得到低硫煤，但存在只能脱除无机硫，脱硫率不高的问题；申请号为03137590.1公开了一种降低焦炭硫分的新工艺及相应配套的系列驱硫剂，是一种利用金属化合物使煤炭中固体硫分转变为可挥发的硫化合物从而达到分离目的的方法，但仍然存在脱硫率有限的方法；申请号为200420002579.7中介绍了一种微波除硫除氮的装置，其原理是利用微波的高效催化反应对含硫含氮烟尘进行处理实现除硫除氮，但这种方法必须将煤炭结构完全破坏后才能进行使用，其适用范围有着较大的限制。

以上技术方案虽然在脱硫效果上取得了一些进展，但目前尚无有较高的脱硫效率并同时能不破坏煤炭基质结构的脱硫技术，而且普遍存在投入成本大的问题。如何克服现有技术存在的问题，已成为当今脱硫技术领域中急需解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种以水作为溶剂的煤炭脱硫的方法，通过物理搅拌使煤炭和反应助剂形成较为均匀的混合体系，再在微波的催化作用下发生热脱硫反应，以达到同时保持高脱硫率和维持煤质结构的效果。

本发明提出的以水为介质，微波作为催化媒介的煤炭脱硫方法，首先将煤粉碎至一定粒度后，与反应助剂混合并直接投放至反应介质水中，并通过物理搅拌使混合物形成较为均匀的混合体系；其后将反应混合物在微波辐射的条件下反应一段时间后，再加入少量的水并进行固液分离，得到的煤炭滤饼经过干燥即可得到含硫量低的产品。

具体来说，其步骤包括：

1)把原煤粉碎至煤粉；

2)把步骤1)得到的煤粉在水中与反应助剂混合；

3)把步骤2)得到的混合体系在微波辐射下反应；

4)反应结束后，加水到混合体系中，固液分离，得到煤炭虑饼；

5)经过干燥后，得到最终产品。

步骤1)中煤粉的粒度范围是小于0.3毫米。