一种制备超纯煤的方法技术

本发明专利技术涉及煤化工领域，具体涉及一种制备超纯煤的方法。所述制备超纯煤的方法，包括：(1)将煤炭在保护气中焙烧；(2)对焙烧后的煤炭进行碱处理，得到二次煤；(3)在二次煤中加入酸进行浸取，洗涤干燥得到超纯煤。本发明专利技术中通过对煤炭进行焙烧处理，能够有效减少煤炭中的有机挥发分，从而在后续的酸碱法处理煤炭，减少胶体微粒堵塞过滤通道的情况，利于过滤和洗涤，大大降低了二次煤中的残碱含量；且本发明专利技术的方法提高了煤炭尤其是低煤化程度的煤炭的除灰效率，得到的超纯煤的灰分<0.3wt％，减少了酸碱用量，降低了污染和综合处理费用。降低了污染和综合处理费用。

【技术实现步骤摘要】
一种制备超纯煤的方法


[0001]本专利技术涉及煤化工领域，具体涉及一种制备超纯煤的方法。

技术介绍

[0002]中国的煤炭储量大，但煤炭的种类复杂，煤质总体较差，灰分偏高，经过多年开采，煤质不断下降。商品煤灰分含量偏高，平均灰分在20-24％，而发电用煤平均灰分达到28％以上。现有的煤炭除灰方法主要是物理法，如跳汰选，浮选和重选，但除灰效率低，一般仅适合对原煤进行初步除灰，使得除灰后满足商品煤的标准。
[0003]为进一步降低灰分，实现煤炭清洁高效和高价值利用，近年来发展了一些高效的物理和化学除灰方法。物理法主要有OTP法和油团聚—浮选法，将煤炭细磨使有机质和无机矿物单体解离，利用亲油疏水性的差异，借助中性油的桥连和剪切作用，使亲油有机质团聚，矿物颗粒分散悬浮在水中实现分离。但煤炭物理除灰法除灰效率难以满足超纯煤(灰分<1-3％)制备要求。化学法通过化学药剂和煤炭中矿物组分反应实现脱灰，如氢氟酸法、常规酸碱法、熔融碱沥滤法和化学煤法等。其中，常规酸碱法是应用最广泛的方法，其基本原理为：碱溶液在一定条件下和无机矿物进行反应，之后再用酸浸取形成的无机化合物，经过滤洗涤使煤炭和有机质分离。
[0004]综上，煤炭物理除灰法简单易行，但除灰效率低，适应性差；煤炭化学除灰法效率高，适应性强，但有废液处理问题。常规酸碱法理论上可以用于任意煤种的除灰，CN107892971A公开了一种利用无烟煤物理-化学法制备超纯煤的工艺，该方法采用常规酸碱法对高煤化程度的无烟煤进行纯化，该方法得到的超纯煤的灰分仍然较高(1.85wt％)，且不能用于低煤化程度的煤炭(烟煤、褐煤)纯化，采用该方法对低煤化程度的烟煤和褐煤进行脱灰时，碱法处理后浆液过滤困难，甚至无法过滤，滤饼残碱高，酸碱用量加大，加重了废液排放污染。
[0005]因此，亟需研发一种能够对低煤化程度的煤炭进行纯化并制备超纯煤的方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了解决常规酸碱法处理煤炭时浆液过滤困难和残碱高的问题，提供了一种制备超纯煤的方法，该方法制备得到的超纯煤的灰分<0.3wt％。
[0007]本专利技术的专利技术人发现，在采用常规酸碱法对煤炭尤其是低煤化程度的煤炭进行纯化时，煤炭中的有机挥发分会在碱溶液中形成胶体，堵塞过滤通道，使得碱处理后得到的二次煤过滤困难甚至无法过滤，导致二次煤中的残碱含量高，且得到的纯化煤的灰分高。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供一种制备超纯煤的方法，包括：
[0009](1)将煤炭在保护气中焙烧；
[0010](2)对焙烧后的煤炭进行碱处理，得到二次煤；
[0011](3)在二次煤中加入酸进行浸取，洗涤干燥得到超纯煤。
[0012]通过上述技术方案，本专利技术中通过对煤炭进行焙烧处理，能够有效减少煤炭中的
有机挥发分，从而在后续的酸碱法处理煤炭，减少胶体微粒堵塞过滤通道的情况，利于过滤和洗涤，大大降低了二次煤中的残碱含量；且本专利技术的方法提高了煤炭尤其是低煤化程度的煤炭的除灰效率，得到的超纯煤的灰分<0.3wt％，减少了酸碱用量，降低了污染和综合处理费用。
具体实施方式
[0013]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0014]本专利技术提供一种制备超纯煤的方法，包括：
[0015](1)将煤炭在保护气中焙烧；
[0016](2)对焙烧后的煤炭进行碱处理，得到二次煤；
[0017](3)在二次煤中加入酸进行浸取，洗涤干燥得到超纯煤。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，优选条件下，在步骤(1)中，还包括：在焙烧前对所述煤炭进行破碎；对煤炭进行破碎可以使煤炭中的有机挥发份在焙烧时更加有效的析出，利于后续碱处理；进一步优选的，破碎后的所述煤炭的粒径<6mm(例如可以为6mm、4mm、3mm、2mm、1mm或上述数值之间的任意值)，更优选为<3mm。
[0019]通过对煤炭在保护气进行焙烧，能够有效减少或消除有机挥发分，在后续的酸碱法处理煤炭过程中，减少胶体微粒堵塞过滤通道的情况，有利于过滤和洗涤，从而降低了二次煤中的残碱含量。本专利技术中焙烧的条件可以影响二次煤的残碱量以及超纯煤灰分，如果焙烧温度过低或焙烧时间过短，煤炭中的挥发分未能得到充分去除，在后续与碱反应时仍会生成大量的胶体颗粒，堵塞过滤通道；如果焙烧温度过高或焙烧时间过长，则煤炭中的矿物会转化为惰性物质，不利于后续除灰。优选条件下，所述焙烧的温度为200-600℃(例如可以为200℃、250℃、300℃、400℃、450℃、500℃、600℃或上述数值之间的任意值)，更优选为250-450℃。优选条件下，所述焙烧的时间为0.1-12h(例如可以为0.1h、0.25h、0.5h、1h、2h、3h、6h、12h或上述数值之间的任意值)，更优选为0.2-6h。
[0020]在本专利技术的一些实施例中，对保护气的种类能够实现保护煤炭不被氧化即可，例如所述保护气为氮气和/或氩气。
[0021]在本专利技术的一些实施例中，通过对焙烧后的煤炭进行碱处理和酸浸取，能够除去煤炭中的矿物质，从而降低煤炭的灰分。
[0022]在本专利技术的一些实施例中，所述碱处理的工艺为：将焙烧后的煤炭与碱混合后，在100-250℃下反应0.1-12h，为了进一步降低煤炭纯化后的灰分，优选条件下，所述碱处理的温度可以为100℃、150℃、200℃、250℃或上述数值之间的任意值，所述碱处理的时间可以为0.1h、0.25h、0.5h、1h、3h、5h、6h、9h、10h、12h或上述数值之间的任意值，更优选的，所述碱处理的温度为150-250℃，所述碱处理的时间为0.2-6h。
[0023]为了进一步降低煤炭纯化后的灰分，同时减少碱的用量。在本专利技术的一些实施例中，优选条件下，所述焙烧后的煤炭与所述碱的重量比为1:0.5-3，例如可以为1:0.5、1:0.75、1:1、1:1.75、1:2、1:2.5、1:3或上述数值之间的任意值，更优选为1:1.25-2。优选的，
本专利技术的用碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾和/或碳酸钠和/或碳酸钾，可以根据实际情况，调整不同碱的添加比例。
[0024]在本专利技术的一些实施例中，在碱处理前，对焙烧后的煤炭进一步破碎，能够将煤炭中的矿物灰分充分暴露出来，利于后续的碱处理和酸浸取的进行；优选的，在步骤(2)中，还包括：在碱处理前，将焙烧后的煤炭破碎至粒度<3mm(例如可以为3mm、1mm、0.8mm、0.6mm、0.2mm或上述数值之间的任意值)，优选<1mm。
[0025]在本专利技术的一些实施例中，通过在二次煤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备超纯煤的方法，其特征在于，包括：(1)将煤炭在保护气中焙烧；(2)对焙烧后的煤炭进行碱处理，得到二次煤；(3)在二次煤中加入酸进行浸取，洗涤干燥得到超纯煤。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，还包括：在焙烧前对所述煤炭进行破碎；优选的，破碎后的所述煤炭的粒径<6mm，优选<3mm。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述焙烧的温度为200-600℃，优选为250-450℃；优选的，所述焙烧的时间为0.1-12h，优选为0.2-6h。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述保护气为氮气和/或氩气。5.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述碱处理的工艺为：将焙烧后的煤炭与碱混合后，在100-250℃下反应0.1-12h。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述焙烧后的煤炭与所述碱的重量比为1:0....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵利军，李文华，潘广宏，梁文斌，陈爱国，靳凡，
申请(专利权)人：北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：