化学法制备超洁净煤中酸性可溶矿物的脱除系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种化学法制备超洁净煤中酸性可溶矿物的脱除系统和方法，所述脱除系统包括：微粉化处理装置；所述微粉化处理装置设有消解煤样进口和第一添加料进口；进料口与所述微粉化处理装置的出料口相连的第一过滤装置；微粉化煤样进口与所述第一过滤装置的出料口相连的第一酸洗装置；所述第一酸洗装置设有第二添加料进口；进料口与所述第一酸洗装置的出料口相连的第二过滤装置；所述第二过滤装置设有第一酸洗煤样出口。与现有技术相比，本发明专利技术提供的系统及方法能够有效脱除酸性可溶矿物，酸用量少且不会引入难处理酸。实验结果表明，本发明专利技术提供的系统及方法脱除钙离子浓度由200ppm提高至300ppm～500ppm；脱除后的酸洗煤样制备UCC的干基灰分由0.8％～1.2％降低至0.4％～0.6％。

【技术实现步骤摘要】
化学法制备超洁净煤中酸性可溶矿物的脱除系统及方法
本专利技术涉及煤炭深加工
，更具体地说，是涉及化学法制备超洁净煤中酸性可溶矿物的脱除系统及方法。
技术介绍
目前，煤炭的大规模开发利用带来了严峻的生态环境破坏和污染物排放问题，煤炭的洁净化利用面临巨大压力和挑战。我国煤炭的洁净化利用发展迅速，多种新型煤气化技术应用在煤炭转化领域，大型煤制油、煤制乙二醇、煤制烯烃装置已进入工业示范阶段。虽然我国已掌握多项煤炭洁净利用的核心技术，但煤炭洁净利用整体水平不高，发展受到技术、政策和资金的限制。超洁净煤(UltraCleanCoal，简称UCC)是灰分含量不超过1％的洁净煤，是以洗精煤为原料，通过化学清洗、分离和过滤生产制得。UCC是一种替代能源，最大市场潜力是在发电、轮船、卡车和火车上替代柴油和重油，使煤炭资源高效、清洁利用，满足能源和环保要求。从上世纪开始，澳大利亚、日本和英国等发达国家均参与UCC技术的研究及开发。目前，UCC的制备技术包括物理法和化学法，其中化学法主要有氢氟酸法、酸碱法、熔融碱沥滤法、化学煤技术等。国外已成功开发的技术有澳大利亚Auscoal工艺(现兖煤澳洲UCC技术)、美国Gravimelt工艺等。国际上，UCC技术研发历时较长，但均无技术商业化开发的先例，兖煤澳洲UCC技术研发成果处于领先地位。澳大利亚Auscoal工艺(现兖煤澳洲UCC技术)制备UCC技术，即：煤样经氢氧化钠碱液消解将煤灰中的硅石、矾土及其衍生物，在高温下溶解生成硅酸盐溶液和方钠石固体沉淀；继续使用硫酸或盐酸中和煤中残余NaOH，同时溶解方钠石和其它杂质；用水洗去表面多余的硫酸和硫酸盐，制备出UCC。采用澳大利亚Auscoal工艺，常规的碱液消解和酸液洗涤，可将部分煤种的灰分脱除至1％以下，但该UCC制备工艺要求：煤中矿物成分中粘土含量高达60％以上；煤灰中氧化铁、氧化钙和氧化钛总量小于20％。为了提高化学法制备UCC技术对不同煤种的适应性，许多研究单位在碱液消解之后进行了不同酸洗涤和处理方法，但都面临酸用量较大、废酸液处理困难等问题；如美国铝业公司开发的硫酸、硝酸分别两次酸洗涤制备UCC，以及澳大利亚墨尔本大学开发的氢氟酸、氢氟酸和硝酸混酸的酸洗涤制备UCC。因此，如何改进酸洗涤方法，提高对煤中不同矿物质处理能力，减少酸用量，避免氢氟酸、盐酸、硝酸等难处理酸的引入是目前迫切需要解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种化学法制备超洁净煤中酸性可溶矿物的脱除系统及方法，本专利技术提供的系统及方法能够有效脱除酸性可溶矿物，酸用量少且不会引入难处理酸。本专利技术提供了一种化学法制备超洁净煤中酸性可溶矿物的脱除系统，包括：微粉化处理装置；所述微粉化处理装置设有消解煤样进口和第一添加料进口；进料口与所述微粉化处理装置的出料口相连的第一过滤装置；微粉化煤样进口与所述第一过滤装置的出料口相连的第一酸洗装置；所述第一酸洗装置设有第二添加料进口；进料口与所述第一酸洗装置的出料口相连的第二过滤装置；所述第二过滤装置设有第一酸洗煤样出口。优选的，所述微粉化处理装置选自振动磨、搅拌磨或气流磨。优选的，所述第二过滤装置还设有第一酸性溶液出口。优选的，还包括：酸洗煤样进口与所述第二过滤装置的第一酸洗煤样出口相连的第二酸性装置；所述第二酸性装置设有第三添加料进口；进料口与所述第二酸性装置的出料口相连的第三过滤装置；所述第三过滤装置设有第二酸洗煤样出口。本专利技术还提供了一种化学法制备超洁净煤中酸性可溶矿物的脱除方法，包括以下步骤：a)将消解煤样在助磨剂和水存在下进行微粉化处理，再经第一次过滤，得到微粉化煤样；b)将步骤a)得到的微粉化煤样在稀硫酸和酸洗助剂存在下进行第一次酸洗，再经第二次过滤，得到第一酸洗煤样。优选的，步骤a)中所述助磨剂包括三乙醇胺、三异丙醇胺、环烷酸、松油和石墨中的一种或多种；所述助磨剂的用量为消解煤样用量的0.04％～0.1％。优选的，步骤a)中所述微粉化处理的要求为破碎至0.08mm以下。优选的，步骤b)中所述酸洗助剂由分散剂和结垢抑制剂组成；所述分散剂包括木质素磺酸盐、萘系磺酸盐和腐植酸磺酸盐中的一种或多种；所述结垢抑制剂包括氨基三亚甲基膦酸、羟基亚乙基二膦酸、多元醇磷酸酯和水解聚马来酸酐中的一种或多种。优选的，步骤b)中所述第一次酸洗的pH值为0.5～1.5，温度为20℃～30℃，时间为40min～80min。优选的，所述步骤b)还包括：将得到的第一酸洗煤样在稀硫酸和酸洗助剂存在下进行第二次酸洗，再经第三次过滤，得到第二酸洗煤样。本专利技术提供了一种化学法制备超洁净煤中酸性可溶矿物的脱除系统和方法，所述脱除系统包括：微粉化处理装置；所述微粉化处理装置设有消解煤样进口和第一添加料进口；进料口与所述微粉化处理装置的出料口相连的第一过滤装置；微粉化煤样进口与所述第一过滤装置的出料口相连的第一酸洗装置；所述第一酸洗装置设有第二添加料进口；进料口与所述第一酸洗装置的出料口相连的第二过滤装置；所述第二过滤装置设有第一酸洗煤样出口。与现有技术相比，本专利技术提供的系统及方法能够有效脱除酸性可溶矿物，酸用量少且不会引入难处理酸。实验结果表明，本专利技术提供的系统及方法脱除钙离子浓度由200ppm提高至300ppm～500ppm；脱除后的酸洗煤样制备UCC的干基灰分由0.8％～1.2％降低至0.4％～0.6％；尤其适用于加工含高岭土、白云石、方解石等矿物较多的煤种。附图说明图1为本专利技术实施例提供的化学法制备超洁净煤中酸性可溶矿物的脱除系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例1提供的化学法制备超洁净煤中酸性可溶矿物的脱除系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种化学法制备超洁净煤中酸性可溶矿物的脱除系统，包括：微粉化处理装置；所述微粉化处理装置设有消解煤样进口和第一添加料进口；进料口与所述微粉化处理装置的出料口相连的第一过滤装置；微粉化煤样进口与所述第一过滤装置的出料口相连的第一酸洗装置；所述第一酸洗装置设有第二添加料进口；进料口与所述第一酸洗装置的出料口相连的第二过滤装置；所述第二过滤装置设有第一酸洗煤样出口。请参阅图1，图1为本专利技术实施例提供的化学法制备超洁净煤中酸性可溶矿物的脱除系统的结构示意图。其中，1为微粉化处理装置，2为第一过滤装置，3为第一酸洗装置，4为第二过滤装置。在本专利技术中，所述微粉化处理装置用于将消解煤样进行微粉化处理。在本专利技术中，所述消解煤样为碱液消解处理后的煤样；本专利技术对所述碱液消解处理的过程没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的碱液消解处理的技术方案即可。在本专利技术中，所述微粉化处理装置优选选自振动磨、搅拌磨或气流磨，更优选为搅拌磨。在本专利技术中，所述微粉化处理装置设有消解煤样进口、第一添加料进口和出料口；所述消解煤样进口用于将消解煤样输送至微粉化处理装置中；所述第一添加料进口用于将助磨剂和水输送至微粉化处理装置中；所述微粉化处理装置的出料口用于将微粉化处理后的微本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学法制备超洁净煤中酸性可溶矿物的脱除系统，包括：微粉化处理装置；所述微粉化处理装置设有消解煤样进口和第一添加料进口；进料口与所述微粉化处理装置的出料口相连的第一过滤装置；微粉化煤样进口与所述第一过滤装置的出料口相连的第一酸洗装置；所述第一酸洗装置设有第二添加料进口；进料口与所述第一酸洗装置的出料口相连的第二过滤装置；所述第二过滤装置设有第一酸洗煤样出口。

【技术特征摘要】
1.一种化学法制备超洁净煤中酸性可溶矿物的脱除系统，包括：微粉化处理装置；所述微粉化处理装置设有消解煤样进口和第一添加料进口；进料口与所述微粉化处理装置的出料口相连的第一过滤装置；微粉化煤样进口与所述第一过滤装置的出料口相连的第一酸洗装置；所述第一酸洗装置设有第二添加料进口；进料口与所述第一酸洗装置的出料口相连的第二过滤装置；所述第二过滤装置设有第一酸洗煤样出口。2.根据权利要求1所述的脱除系统，其特征在于，所述微粉化处理装置选自振动磨、搅拌磨或气流磨。3.根据权利要求1所述的脱除系统，其特征在于，所述第二过滤装置还设有第一酸性溶液出口。4.根据权利要求1所述的脱除系统，其特征在于，还包括：酸洗煤样进口与所述第二过滤装置的第一酸洗煤样出口相连的第二酸性装置；所述第二酸性装置设有第三添加料进口；进料口与所述第二酸性装置的出料口相连的第三过滤装置；所述第三过滤装置设有第二酸洗煤样出口。5.一种化学法制备超洁净煤中酸性可溶矿物的脱除方法，包括以下步骤：a)将消解煤样在助磨剂和水存在下进行微粉化处理，再经第一次过滤，得到微粉化煤样；b)将步骤a)...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩梅，王富奇，郭宝贵，路文学，张彦，吴永国，邢涛，张俊先，李磊，李智，尹洪请，
申请(专利权)人：兖矿集团有限公司，兖矿水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心有限公司，兖州煤业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37