一种煤中有机硫的脱除方法技术

煤炭脱硫领域，涉及一种化学键断裂重排与有机反应结合的脱硫方法，具体为一种煤中有机硫的脱除方法，本发明专利技术的目的是解决背景技术中的问题，该发明专利技术的步骤为先对煤样进行汽爆反应，汽爆后的煤样加入萃取釜与超临界流体体系进行反应，反应前对反应器进行抽真空处理，超临界流体配合形成一个极性强、反应活性好、选择性高的体系对煤中有机硫进行脱除，收集反应之后的样品进行分析和检测。本方法在强化萃取传质效果的同时，伴随着微热解反应的发生，大分子热解，小分子萃取，脱硫效果显著；反应前后对煤本身粘结性能影响不大，只针对含硫物质进行有效脱除，安全环保型溶剂选择简单，反应机理清楚，降低了有机溶剂的成本。

A method of removing organic sulfur from coal

【技术实现步骤摘要】
一种煤中有机硫的脱除方法
本专利技术属于煤炭脱硫领域，涉及一种化学键断裂重排与有机反应结合的脱硫方法，具体为一种煤中有机硫的脱除方法。
技术介绍
硫是主要的煤系有害元素之一，不仅会恶化后续的工业产品质量，其燃烧产生的硫氧化物和硫化物也会造成严重大气污染。煤中的硫分为无机硫和有机硫，无机硫可通过物理方法脱除，而有机硫煤基质化学结构和组成结构也十分复杂，因此热稳定性的差异也很大。煤中有机硫的脱除是通过-C-S-键的断裂以及高温条件下整体官能团的脱落等形式来实现的，脱除比较困难，是目前煤炭脱硫研究的热点和难点。萃取脱硫法可以利用有机溶剂分子与煤中含硫官能团之间的物理、化学作用，将煤中硫抽提出来，可在常温条件下进行、操作灵活、能量利用率高，能够重点脱除物理法难以脱除的有机硫。但国内外研究主要存在安全环保型溶剂选择困难、机理研究模糊、有机溶剂昂贵等难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于
技术介绍
中的问题，提供了一种煤中有机硫的脱除方法。本专利技术解决其技术问题的技术方案是：一种煤中有机硫的脱除方法，包括以下步骤：煤样预处理：选取粉碎之后的煤样投入到汽爆装置中并通入反应介质，在高温高压下，让煤样发生汽爆反应；煤样入罐：经过步骤预处理后的煤样通入超临界萃取脱硫体系的萃取釜中，将萃取釜及其连接管路进行密封处理；真空处理：利用抽真空处理对萃取釜进行抽真空处理，直到完全置换出萃取釜中的空气；极性超临界流体注入与反应：将CO2混合少量夹带药剂作为极性超临界流体通入混合器混合均匀后注入萃取釜，设置并调节超临界萃取脱硫体系的压力，并进行程序升温，使萃取釜内压力稳定在能使极性超临界流体保持最大密度和最大溶解能力的温度与压力范围内；样品收集：反应结束后，将萃取釜内的极性超临界流体回流并重复利用，萃取釜泄气、冷却降温后，收集反应之后的样品进行分析和检测。在CO2流体中添加夹带剂主要是为了提高CO2流体的极性，强化萃取能力以及扩大萃取范围。本专利技术的有益效果是：本专利技术所述方法反应温度高，在强化萃取传质效果的同时，伴随着微热解反应的发生，大分子热解，小分子萃取，脱硫效果显著；反应前后对煤本身粘结性能影响不大，只针对含硫物质进行有效脱除，安全环保型溶剂选择简单，反应机理清楚，降低了有机溶剂的成本，利用本专利技术所述方法进行脱硫使工业成本降低，而且脱硫效果好，能带来更多的经济效益。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其他实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。现对本专利技术提供的一种煤中有机硫的脱除方法进行说明。实施例1：一种煤中有机硫的脱除方法，包括以下步骤：煤样预处理：选取粉碎之后的粒度为5mm的煤样投入到汽爆装置中并通入CO2气体作为反应介质，设置温度为350℃，加压至3MPa，让煤样发生汽爆反应，具体为反应1h，使得煤粒内外压平衡后瞬时泄压产生汽爆；煤样入罐：经过步骤预处理后的煤样通入超临界萃取脱硫体系的萃取釜中，将萃取釜及其连接管路进行密封处理；真空处理：利用抽真空处理对萃取釜进行抽真空处理，通过压缩机向萃取釜内充入CO2气体混合少量烷烃类气体或少量水，所述烷烃类气体可选择乙烷或者丙烷，充满萃取釜后再排出，重复操作5次，直到完全置换出萃取釜中的空气；CO2气体混合少量烷烃类气体或水用于煤样预处理环节，改善煤本身性质，增大孔隙，容易被萃取；烷烃类气体或水的量较少，故只考虑CO2的临界温度和临界压力即可；极性超临界流体注入与反应：将CO2气体混合少量烷烃类气体或少量水作为极性超临界流体由流量控制器进行检测与控制，将CO2气体混合少量烷烃类气体或水通入混合器混合均匀后注入萃取釜，萃取釜反应时启动搅拌器，每隔35min搅拌一次，搅拌速率50r/min，搅拌时间4min，通过增压机调节萃取釜内压力稳定在能使极性超临界流体保持最大密度和最大溶解能力的温度与压力范围内，具体温度为32~40℃，压力为8~10MPa，最好温度为38℃，压力为10MPa，反应时间为12h；因为CO2的临界温度和临界压力分别为31.26℃、7.38MPa，只要反应温度和压力高于临界值，那么极性超临界流体就能保持最大密度和最大溶解能力，使得脱硫效果更好；样品收集：反应结束后，将萃取釜内的极性超临界流体回流并重复利用，萃取釜泄气、冷却降温后，收集反应之后的样品进行分析和检测。实施例2：一种煤中有机硫的脱除方法，包括以下步骤：煤样预处理：选取粉碎之后的粒度为3mm的煤样投入到汽爆装置中并通入水蒸气作为反应介质，设置温度为100℃，加压至4MPa，让煤样发生汽爆反应，具体为反应0.1h，使得煤粒内外压平衡后瞬时泄压产生汽爆；煤样入罐：经过步骤预处理后的煤样通入超临界萃取脱硫体系的萃取釜中，将萃取釜及其连接管路进行密封处理；真空处理：利用抽真空处理对萃取釜进行抽真空处理，通过压缩机向萃取釜内充入CO2气体混合少量芳香类液体，所述芳香类液体可以选择苯或者甲苯，充满萃取釜后再排出，重复操作8次，直到完全置换出萃取釜中的空气；CO2气体混合芳香类液体用于煤样预处理环节，改善煤本身性质，增大孔隙，容易被萃取；芳香类液体的量较少，故只考虑CO2的临界温度和临界压力即可；极性超临界流体注入与反应：将CO2气体混合少量芳香类液体作为极性超临界流体由流量控制器进行检测与控制，将CO2气体混合少量芳香类液体通入混合器混合均匀后注入萃取釜，萃取釜反应时启动搅拌器，每隔30min搅拌一次，搅拌速率70r/min，搅拌时间3min，通过增压机调节萃取釜内压力稳定在能使极性超临界流体保持最大密度和最大溶解能力的温度与压力范围内，具体温度为55~65℃，压力为15~20MPa，最好温度为60℃，压力为20MPa，反应时间为1h；因为CO2的临界温度和临界压力分别为31.26℃、7.38MPa，只要反应温度和压力高于临界值，那么极性超临界流体就能保持最大密度和最大溶解能力，使得脱硫效果更好；样品收集：反应结束后，将萃取釜内的极性超临界流体回流并重复利用，萃取釜泄气、冷却降温后，收集反应之后的样品进行分析和检测。实施例3：一种煤中有机硫的脱除方法，包括以下步骤：煤样预处理：选取粉碎之后的粒度为6mm的煤样投入到汽爆装置中并通入NH3作为反应介质，设置温度为250℃，加压至4.5MPa，让煤样发生汽爆反应，具体为反应2h，使得煤粒内外压平衡后瞬时泄压产生汽爆；煤样入罐：经过步骤预处理后的煤样通入超临界萃取脱硫体系的萃取釜中，将萃取釜及其连接管路进行密封处理；真空处理：利用抽真空处理对萃取釜进行抽真空处理，通过压缩机向萃取釜内充入CO2气体混合少量醇类液体，所述醇类液体为甲醇、乙醇、异丙醇或正丁醇，充满萃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤中有机硫的脱除方法，其特征在于，包括以下步骤：/n

【技术特征摘要】
1.一种煤中有机硫的脱除方法，其特征在于，包括以下步骤：

煤样预处理：选取粉碎之后的煤样投入到汽爆装置中并通入反应介质，在高温高压下，让煤样发生汽爆反应；

煤样入罐：经过步骤预处理后的煤样通入超临界萃取脱硫体系的萃取釜中，将萃取釜及其连接管路进行密封处理；

真空处理：利用抽真空处理对萃取釜进行抽真空处理，直到完全置换出萃取釜中的空气；

极性超临界流体注入与反应：将CO2混合夹带药剂作为极性超临界流体通入混合器混合均匀后注入萃取釜，设置并调节超临界萃取脱硫体系的压力，并进行程序升温，使萃取釜内压力稳定在能使极性超临界流体保持最大密度和最大溶解能力的温度与压力范围内；

样品收集：反应结束后，将萃取釜内的极性超临界流体回流并重复利用，萃取釜泄气、冷却降温后，收集反应之后的样品进行分析和检测。


2.根据权利要求1所述的一种煤中有机硫的脱除方法，其特征在于，步骤中所述汽爆介质为水蒸气、CO2或NH3。


3.根据权利要求2所述的一种煤中有机硫的脱除方法，其特征在于，步骤中粉碎之后的煤样粒度为3~6mm；所述汽爆反应的压力为3-4.5MPa，温度为100-350℃，反应时间0.1-2h。


4.根据权利要求3所述的一种煤中有...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭垠，樊建升，刘晋芳，赵刚强，张世明，桂夏辉，
申请(专利权)人：山西焦煤集团有限责任公司，中国矿业大学，江苏碳氢元清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14