一种准东煤燃烧前的预处理方法技术

本发明专利技术提供了一种准东煤燃烧前的预处理方法，先配制萃取剂溶液，所述的萃取剂溶液为醋酸铵溶液，或者醋酸与双氧水的混合溶液；然后将准东煤磨碎，溶于上述醋酸铵溶液或者醋酸与双氧水的混合溶液中，搅拌，使准东煤与混合溶液充分接触；将搅拌后的混合溶液进行微波辐射处理；最后抽滤，烘干，得到预处理后的准东煤煤粉。本发明专利技术采用微波辅助萃取剂脱除准东煤中碱金属Na、碱土金属Ca，Mg和过渡金属Fe等酸性氧化物。与传统水浴水洗/酸洗脱Na等元素相比，本方法不但可脱除准东煤中大部分的碱金属和碱土金属元素，还可脱除一定量的铁元素，本发明专利技术可有效克服燃准东煤锅炉燃烧结渣、粘污问题，实现准东煤的大规模安全燃烧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工领域，涉及一种高碱煤高效清洁利用技术，具体来说是一种准东煤燃烧前的预处理方法。
技术介绍
中国是一个能源消耗大国，其中煤炭消费占全部能源消费总量的76%。近年来，新疆地区陆续发现了储蓄量巨大的煤田，其中新疆准东地区煤炭资源储蓄极为丰富，预测煤炭储蓄量达到3900亿吨，煤田成煤面积1.4万平方公里，是中国目前最大的整装煤田。准东煤具有着火、燃尽性能优异，灰分含量较低，燃烧稳定性高等优点。准东煤属于低阶烟煤，由于成煤历史和当地特殊的地理环境，煤中碱金属含量高，尤其是钠含量远高于一般动力用煤。准东煤在燃烧过程中，易导致锅炉发生结渣、积灰、腐蚀等问题，严重影响锅炉的传热，降低了锅炉机组整体运行的可靠性。目前，对于准东煤的燃烧利用主要通过对锅炉等设备的合理设计与运行，掺混低钠煤或添加剂，煤的预处理等方法。目前，锅炉设备设计方面仍然存在水冷壁结渣受热面沾污腐蚀等问题；掺混低钠煤或添加剂法目前在国内得到使用，这一方法存在成本较高、灰量增加等缺点。对准东煤进行传统水浴水洗/酸洗预处理，可脱除其中大部分碱金属、碱土金属和过渡金属酸性氧化物。传统的准东煤水浴水洗/酸洗预处理方法是以去离子水、醋酸铵溶液、醋酸溶液等作为萃取剂，在40~80℃水浴温度下，对准东煤进行水浴萃取处理12~24h，脱除准东煤中的碱金属等元素。但是，传统水浴水洗/酸洗脱除方法能耗高、耗时长，不适合在水资源匮乏的新疆地区大规模展开应用。微波是介于红外和无线电波之间的一种电磁波，利用微波技术对物质的加热直接作用于物质的分子或离子，使分子或离子振动产生热量，使作用对象的内部和外部同时被加热，它具有加热效率高、能耗低、易于控制等特点。利用微波辅助准东煤预处理的方法，具有很好的应用前景。因此，开发出一种操作简单，能耗低，耗时短的新型微波辅助酸洗脱除准东煤中碱金属、碱土金属等酸性氧化物的方法，对克服燃准东煤锅炉燃烧粘污、结渣腐蚀问题，实现准东煤大规模纯烧，保证燃准东煤锅炉安全、经济运行具有重大意义。
技术实现思路
针对现有技术中的上述技术问题，本专利技术提供了一种准东煤燃烧前的预处理方法，所述的这种准东煤燃烧前的预处理方法要解决现有技术中的准东煤在燃烧时，容易粘污锅炉、锅炉结渣腐蚀的技术问题。本专利技术提供了一种准东煤燃烧前的预处理方法，包括如下步骤：1)先配制萃取剂溶液，所述的萃取剂溶液为醋酸铵溶液，或者醋酸与双氧水的混合溶液；2)将准东煤磨碎、筛分，取粒径为50μm~80μm煤粉溶于上述醋酸铵溶液或者醋酸与双氧水的混合溶液中，所述的萃取剂与准东煤的液固体积质量比为5～40ml:1g，搅拌，使准东煤与混合溶液充分接触；3)将搅拌后的混合溶液进行微波辐射处理，所述微波功率为100~800W，微波处理时间为1~40min；4)将微波辐射处理后的混合溶液抽滤，烘干，得到预处理后的准东煤煤粉。进一步的，所述的醋酸氨溶液摩尔浓度为0.1~2mol/L。进一步的，所述的醋酸和双氧水混合溶液的摩尔浓度为0.1~2mol/L；所述醋酸和双氧水混合溶液中醋酸和双氧水的摩尔比为0.1~10:1。进一步的，所述的混合溶液抽滤后的废液，通过反渗透净化装置处理后的水溶液进行净化循环利用，处理后的浓Na/Ca/Mg/Fe混合溶液提纯后再利用。本专利技术采用微波辅助萃取剂脱除准东煤中碱金属Na、碱土金属(Ca，Mg)和过渡金属(Fe)等酸性氧化物，所用萃取剂为醋酸氨溶液/醋酸和双氧水混合溶液中的一种。与传统水浴水洗/酸洗脱Na等元素相比，本专利技术不但可脱除准东煤中大部分的碱金属和碱土金属元素，还可脱除一定量的铁元素。混合溶液经反渗透净化装置处理后的水溶液进行净化循环利用，处理后的浓Na/Ca/Mg/Fe混合溶液用于提纯高值化利用。本专利技术和已有技术相比，其技术进步是显著的。本方法采用微波辅助煤粉萃取，与传统煤的预处理方法相比，其工作效率高、能耗低、易于操作与控制；本方法用时短、能耗低、易于控制，是一种简单、高效、经济的准东煤燃烧前预处理方法。本专利技术可有效克服燃准东煤锅炉燃烧结渣、粘污、腐蚀等问题，实现准东煤的大规模安全燃烧。而且新疆地区水资源匮乏，本专利技术在抽滤后的滤液经反渗透净化装置处理后水溶液可以循环利用，降低了煤处理的水消耗率，产生的Na/Ca/Mg/Fe浓溶液均可回收利用。具体实施方式下面结合实例对本专利技术进一步说明实施例1：具体步骤如下：步骤1，将醋酸铵溶于一定量的水中，配制1mol/L醋酸铵溶液；将准东煤磨碎、筛分至一定粒径(50μm~80μm)，并称取1g煤粉溶于上述醋酸铵溶液中，其中二者液固体积质量比为15ml:1g，得到准东煤醋酸铵混合溶液；将煤粉醋酸铵混合溶液在常温下磁力搅拌15min，促使煤粉与醋酸铵充分接触；步骤2，将步骤1中搅拌后的混合溶液置于额定功率为700W的家用微波炉中，于210W功率下微波辐射处理15min；步骤3，将步骤2中微波辐射处理后的煤粉醋酸铵混合溶液抽滤10min后，放入烘干箱于105℃下干燥2h，得到碱金属、碱土金属等酸性氧化物脱除后的准东煤煤粉。采用ICP设备对处理前后的煤粉进行元素分析，得出煤中Na的脱出率为82%，Ca的脱出率为61%，Mg的脱出率为52%。实施例2：具体步骤如下：步骤1，将醋酸铵溶于一定量的水中，配制1mol/L醋酸铵溶液；将准东煤磨碎、筛分至一定粒径(50μm~80μm)，并称取3g煤粉溶于上述醋酸铵溶液中，其中二者液固体积质量比为17ml:1g。得到准东煤醋酸铵混合溶液；将煤粉醋酸铵混合溶液在常温下磁力搅拌15min，促使煤粉与醋酸铵充分接触；步骤2，将步骤1中搅拌后的混合溶液置于额定功率为700W的家用微波炉中，于210W功率下微波辐射处理15min；步骤3，将步骤2中微波辐射处理后的煤粉醋酸铵混合溶液抽滤10min后，放入烘干箱于105℃下干燥2h，得到碱金属、碱土金属等酸性氧化物脱除后的准东煤煤粉。采用ICP设备对处理前后的煤粉进行元素分析，得出煤中Na的脱出率为83%，Ca的脱出率为61%，Mg的脱出率为46%。实施例3：具体步骤如下：步骤1，配制1mol/L醋酸双氧水混合溶液(醋酸和双氧水摩尔比为1:1)；将准东煤磨碎、筛分至一定粒径(50μm~80μm)，并称取1g煤粉溶于上述醋酸铵溶液中，其中二者液固体积质量比为15ml:1g。得到准东煤、醋酸和双氧水混合溶液；将煤粉醋酸铵混合溶液在常温下磁力搅拌15min，促使煤粉与醋酸、双氧水充分接触；步骤2，将步骤1中搅拌后的混合溶液置于额定功率为700W的家用微波炉中，于210W功率下微波辐射处理15min；步骤3，将步骤2中微波辐射处理后的煤粉醋酸铵混合溶液抽滤10min后，放入烘干箱于105℃下干燥2h，得到碱金属、碱土金属等酸性氧化物脱除后的准东煤煤粉。采用ICP设备对处理前后的煤粉就行元素分析，得出煤中Na的脱出率为79%，Ca的脱出率为48%，Mg的脱出率为45%，Fe的脱出率为36%。实施例4：具体步骤如下：步骤1，配制1mol/L醋酸双氧水混合溶液(醋酸和双氧水摩尔比为1:1)；将准东煤磨碎、筛分至一定粒径(50μm~80μm)，并称取3g煤粉溶于上述混合溶液中，其中二者液固体积质量比为17ml:1g，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种准东煤燃烧前的预处理方法，其特征在于包括如下步骤：1）先配制萃取剂溶液，所述的萃取剂溶液为醋酸铵溶液，或者醋酸与双氧水的混合溶液；2）将准东煤磨碎、筛分，取粒径为50 μm~80 μm煤粉溶于上述醋酸铵溶液或者醋酸与双氧水的混合溶液中，所述的萃取剂与准东煤的液固体积质量比为5～40ml:1g，搅拌，使准东煤与混合溶液充分接触；3）将搅拌后的混合溶液进行微波辐射处理，所述微波功率为100~800W，微波处理时间为1~40 min；4）将微波辐射处理后的混合溶液抽滤，烘干，得到预处理后的准东煤煤粉。

【技术特征摘要】
1.一种准东煤燃烧前的预处理方法，其特征在于包括如下步骤：1）先配制萃取剂溶液，所述的萃取剂溶液为醋酸铵溶液，或者醋酸与双氧水的混合溶液；2）将准东煤磨碎、筛分，取粒径为50μm~80μm煤粉溶于上述醋酸铵溶液或者醋酸与双氧水的混合溶液中，所述的萃取剂与准东煤的液固体积质量比为5～40ml:1g，搅拌，使准东煤与混合溶液充分接触；3）将搅拌后的混合溶液进行微波辐射处理，所述微波功率为100~800W，微波处理时间为1~40min；4）将微波辐射处理后的混合溶液抽滤，烘干，得到预处理后的准东煤煤粉。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊志波，涂艳武，王永贞，周飞，白鹏，刘晶，金晶，刘敦禹，王秋麟，林郁郁，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31