[发明专利]一种利用高硫煤生产木质素磺酸钠的方法

说明书

技术领域

本发明属资源综合利用技术领域，涉及一种利用高硫煤生产木质素磺酸钠的方法。

背景技术

高硫煤是指煤中含硫量大于3%的煤。我国的高硫煤资源十分丰富，在开采、使用高硫煤的过程中产生的二氧化硫是一种大气污染物。如何在使用高硫煤时有效脱硫，降低脱硫成本，降低污染物排放，充分利用高硫煤资源，是一个使经济效益、社会效益和环境效益相互统一的命题。

木质素是一种可再生的宝贵资源，其数量仅次于纤维素和甲壳素，是第三大量的天然有机物。其结构十分复杂，具有甲氧基、羟基、羧基等多种官能团，可进行氧化、酰化、磺化等多种化学反应。目前，木质素的利用以木质素磺酸盐最为普遍，因此，磺化反应可以说是应用木质素的基础和前提。

磺化反应即是向有机分子中引入磺酸基或磺酰氯基。通常用浓硫酸或发烟硫酸作为磺化剂，三氧化硫、氯磺酸、二氧化硫加氯气、二氧化硫加氧以及亚硫酸钠等亦可作为磺化剂。常规的磺化反应是在碱性溶液中加入磺化改性剂，在高温、高压状态下与木质素反应一定时间，得到含有木质素磺酸盐的溶液。

以高硫煤作为热源，同时作为磺化剂来源制备木质素磺酸钠的方法目前未见相关报道，若该工艺能实现产业化，将有利于资源再利用及环境保护。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用高硫煤生产木质素磺酸钠的方法，以高硫煤作为热源和磺化剂来源，实现高硫煤的高效利用。

为实现本发明目的，本发明在利用高硫煤燃烧热值的同时，利用其燃烧产生的二氧化硫生产高附加值木质素磺酸钠产品，具体技术方案如下：（1）在高硫煤中加入含硫物质，使硫的质量分数提高至8-12%；（2）高硫煤在热风炉内燃烧产生含有二氧化硫的热风，送入离心喷雾干燥塔，进风温度为300-400℃；（3）碱法制浆造纸黑液经净化、浓缩处理，使其固含量达40-45%，然后将其送入离心喷雾干燥塔；（4）热风在喷雾干燥塔内与碱法制浆造纸黑液进行气-液热交换，同步完成木质素的磺化改性和干燥，得木质素磺酸钠产品。

尾气采用碱法脱硫工艺，用氢氧化钠溶液吸收残余二氧化硫，吸收二氧化硫后的氢氧化钠溶液循环利用。

在上述方案中，为提高高硫煤的燃烧效率，在煤中可以加入少量的二氧化锰助燃。

所述含硫物质为硫磺或硫铁矿。

本发明的特点在于：使用高硫煤作为燃料，不需要预先脱硫，且需加入含硫物质，以增加燃烧时产生的二氧化硫量；在利用高硫煤燃烧热值的同时，又利用其燃烧产生的二氧化硫作为磺化剂，二氧化硫利用率达95%以上，再经后续脱硫装置的处理，最终排放烟气中二氧化硫的脱除率可达99%，实现达标排放；工艺简单，成本低，既降低污染，又获得了高附加值的木质素磺酸钠产品，经济效益可观。

附图说明

图1为本发明工艺流程简图。

具体实施方式

实施例1：

（1）在高硫煤中加入加入硫铁矿，加入量为160kg/吨煤，使硫的质量分数提高至9%；（2）高硫煤在热风炉内燃烧产生含有二氧化硫的热风，送入离心喷雾干燥塔，进风温度为350℃；（3）碱法制浆造纸黑液经净化、浓缩处理，将浓缩后固含量40%的黑液送入离心喷雾干燥塔，并在塔内离心雾化装置的作用下形成雾滴状黑液，迅速与含二氧化硫热风进行气-液热交换，瞬时完成磺化反应，同步干燥得到木质素磺酸钠产品。尾气采用碱法脱硫工艺，用氢氧化钠溶液吸收残余SO₂，吸收SO₂后的氢氧化钠溶液循环利用。

在此过程中，二氧化硫利用率达95%以上，经后续脱硫装置的处理，最终排放烟气中二氧化硫的脱除率达99%。本实施例制得的木质素磺酸钠产品经检测达到国标GB8076-1997普通减水剂一等品，见下表。

 

                                                

实施例2：