[发明专利]一种催化臭氧液相氧化高硫煤脱硫方法

说明书

本发明涉及高硫煤净化领域，具体涉及一种催化臭氧液相氧化高硫煤脱硫方法；包括以下步骤：a、将原煤破碎、筛分得到煤样；b、配置反应药剂，将季铵盐类相转移催化剂溶解于水形成水溶液，加入杂多酸化合物，加入过氧化物引发剂，搅拌均匀得到氧化脱硫反应药剂；c、将步骤a得到的煤样与步骤b配置的反应药剂进行混合反应；d、将步骤c得到的煤样进行洗涤和过滤，得到低硫煤样；本发克服了现有技术只对小粒径高硫煤有较好的脱硫效果的瓶颈问题，对3mm左右的大颗粒高硫煤或经过浮选后的炼焦精煤仍然具有较高的脱硫效果；杂多酸季铵盐类作为相转移催化剂，不仅克服了氧化剂与煤样结合困难的问题，同时还兼备杂多酸化合物优异的催化性能。

技术领域

本发明涉及高硫煤净化领域，具体涉及一种催化臭氧液相氧化高硫煤脱硫方法。

背景技术

随着我国煤炭消费强度的不断加大，煤炭质量结构严重失调，高硫下组煤含量占比显著增加，高硫煤的使用不仅会产生大量SO₂、SO₃，污染大气环境，还会直接影响炼焦精煤品质和下游焦炭、钢铁产品的质量，炼焦煤硫分脱除问题亟待解决。

目前，煤炭脱硫技术大致可分为燃前、燃中和燃后脱硫。燃中脱硫是在煤燃烧过程中脱除硫化物，主要包括流化床燃烧技术、向燃炉内喷洒试剂、型煤固硫技术。燃后是指脱除烟气中的硫化物。对于高硫煤来说，后两种脱硫技术面临的脱硫压力较大，并且成本较高，燃前脱硫成本较低且脱硫率高，随着煤炭质量结构日益下降，经济有效的高硫煤燃前脱硫技术具有越来越巨大的研究、推广和应用价值。而现有技术中脱硫方法只有对小粒径高硫煤有较好的脱硫效果，对于3mm左右的大颗粒高硫煤的脱硫效果并不理想。

发明内容

本发明为解决现有技术中针对粒径为3mm左右的大颗粒高硫煤的脱硫效果不佳的技术问题，提供一种催化臭氧液相氧化高硫煤脱硫方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种催化臭氧液相氧化高硫煤脱硫方法，包括以下步骤：

a、将原煤通过破碎、筛分处理，得到粒径≤3mm的煤样；

b、配置反应药剂，将季铵盐类相转移催化剂溶解于水形成水溶液，加入杂多酸化合物，搅拌均匀，形成絮状悬浮液，加入过氧化物引发剂，搅拌均匀，得到氧化脱硫反应药剂；

c、将步骤a得到的煤样与步骤b配置的反应药剂进行混合，同时向反应混合液中持续通入含有臭氧的气体，并持续搅拌反应10～240min，反应温度为0～80℃，得到氧化脱硫后的煤样；

d、将步骤c得到的煤样进行洗涤和过滤即可得到低硫煤样。

杂多酸季铵盐类作为相转移催化剂，提高了催化剂对煤的浸润性，增强两者之间的结合能力，提高氧化剂进入煤机质的传质速率，利用杂多酸化合物本身特性，将O₃转化为高活性的HO·，提高O₃的氧化能力，从而提高脱硫率，将煤中硫化物催化氧化为易溶于极性溶剂的砜类、亚砜类硫化物甚至SO₄^2-，通过洗涤和过滤脱除，从而降低煤中的硫含量。

采用O₃作为氧化剂，相对于使用H₂O₂、过氧化物等化学试剂做氧化剂而言，不仅氧化能力增强、大幅提高煤的脱硫率，而且对环境污染小、不存在二次污染。

杂多酸季铵盐类作为相转移催化剂，不仅克服了氧化剂与煤样结合困难的问题，同时还兼备杂多酸化合物优异的催化性能。

优选的，步骤b中所得到的反应药剂中季铵盐类相转移催化剂的浓度为0.5～10g/L，杂多酸化合物用量与所得到的反应药剂固液质量比为1:100-1000，过氧化物引发剂的用量为与所得到的反应药剂质量比是1:100-1000。

优选的，步骤b中所用杂多酸化合物为杂多酸或可溶性杂多酸盐。