[发明专利]一种提高热解焦油酚含量的煤预处理方法

说明书

本发明公开一种温和条件下预处理褐煤和次烟煤的方法，旨在提高其热解焦油中酚类化合物的含量，涉及煤综合利用技术领域，具体涉及一种煤的预处理方法。本发明在温和条件下利用低温等离子体快速增加煤中的氧含量，处理后的煤进行热解，收集热解焦油，相比原煤直接热解，处理后煤热解得到的焦油中酚类化合物含量增加。该方法具有工艺简单、过程洁净、热解产物中酚类化合物含量高的特点。

技术领域

本发明属于一种煤综合利用技术领域，还涉及一种煤的预处理方法，具体涉及一种提高热解焦油酚含量的煤预处理方法。

背景技术

中低温热解技术是煤炭高效清洁利用的重要手段之一，通过热解可以将煤中的氢富集到焦油和煤气中，同时得到富碳的半焦。热解焦油中富含各种高附加值的有机化合物(酚类、烷烃和芳烃等)，也是宝贵的化工原料，提高焦油的产率以及增加焦油中高附加值化合物的含量是今后煤热解技术发展的重要方向。

煤热解附加值最高的产物为焦油，其成分复杂，主要由脂肪烃、环烷烃、烯烃、酚类化合物和芳烃等组成，其中酚类化合物含量较高，中低阶煤热解焦油中酚含量可达30％。酚类化合物具有广泛的工业用途极广，具有较高的经济价值。

低温等离子体具有独特的化学活性和高焓特性，可使许多传统方法难以实现或不可能实现的化学反应易于发生，大幅度降低化学反应温度，即所谓的“热力学”、“动力学”效应。本发明利用低温等离子体中高能粒子，简便快速增加煤中特定结构中的氧含量，再将处理后的煤进行热解，得到的焦油中酚类化合物含量比原煤有较大幅度的增加。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种用低温等离子体预处理煤，以提高煤热解焦油中酚类化合物的产率，该方法具有工艺简单、无外加药剂、无工艺废水以及处理速度块的特点。

本发明的技术方案概述如下：

一种提高热解焦油酚含量的煤预处理方法：该方法是基于介质阻挡放电等离子体技术在温和条件下对煤进行预处理，具体方法包括：将煤置于反应釜内，随后将反应釜置于等离子体反应装置中，再以20-100ml/min流速通入载气气氛，于0-200℃进行低温等离子体处理，控制放电电压为10-30kV、放电功率为300-600W、电极间距为0.8-8mm，持续处理0.5-60min后，将煤取出得到处理煤样。

优选的是，所述煤至少为褐煤和次烟煤中的一种。

优选的是，所述反应釜的材质为石英或刚玉中的一种。

优选的是，所述载气为氧气或氧气与水蒸气、氮气、氦气、氩气中的任意一种组成的混合气体。

优选的是，所述低温等离子体处理温度为50-130℃。

优选的是，所述低温等离子体处理时间为5-30min。

本发明的有益效果：

(1)本发明方法在温和条件下利用低温等离子体处理技术快速增加煤中的氧含量，进而快速活化煤中水分子，并加速煤结构的解聚，相比原煤直接热解，等离子体预处理后煤热解得到的焦油中酚类化合物含量显著增加。

(2)本发明方法操作过程简单、无需添加外源化学试剂，处理温度低，热解焦油酚含量高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

实施例1

S1：低温等离子体预处理煤：云南先锋褐煤经适当破碎至80目，准确称取质量3g，置于石英反应釜内，随后将反应釜置于介质阻挡放电低温等离子体反应装置中，以20ml/min流速通入氧气，在100℃条件下进行低温等离子体处理，控制放电电压为25kV、放电功率为500W、电极间距为3mm，持续处理30min后，将煤取出得到处理煤样；