一種準(zhǔn)東煤燃燒前的預(yù)處理方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種準(zhǔn)東煤燃燒前的預(yù)處理方法，先配制萃取劑溶液，所述的萃取劑溶液為醋酸銨溶液，或者醋酸與雙氧水的混合溶液；然后將準(zhǔn)東煤磨碎，溶于上述醋酸銨溶液或者醋酸與雙氧水的混合溶液中，攪拌，使準(zhǔn)東煤與混合溶液充分接觸；將攪拌后的混合溶液進(jìn)行微波輻射處理；最后抽濾，烘干，得到預(yù)處理后的準(zhǔn)東煤煤粉。本發(fā)明專利技術(shù)采用微波輔助萃取劑脫除準(zhǔn)東煤中堿金屬Na、堿土金屬Ca，Mg和過渡金屬Fe等酸性氧化物。與傳統(tǒng)水浴水洗/酸洗脫Na等元素相比，本方法不但可脫除準(zhǔn)東煤中大部分的堿金屬和堿土金屬元素，還可脫除一定量的鐵元素，本發(fā)明專利技術(shù)可有效克服燃準(zhǔn)東煤鍋爐燃燒結(jié)渣、粘污問題，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)東煤的大規(guī)模安全燃燒。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于化工領(lǐng)域，涉及一種高堿煤高效清潔利用技術(shù)，具體來說是一種準(zhǔn)東煤燃燒前的預(yù)處理方法。
技術(shù)介紹
中國是一個(gè)能源消耗大國，其中煤炭消費(fèi)占全部能源消費(fèi)總量的76%。近年來，新疆地區(qū)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了儲(chǔ)蓄量巨大的煤田，其中新疆準(zhǔn)東地區(qū)煤炭資源儲(chǔ)蓄極為豐富，預(yù)測煤炭儲(chǔ)蓄量達(dá)到3900億噸，煤田成煤面積1.4萬平方公里，是中國目前最大的整裝煤田。準(zhǔn)東煤具有著火、燃盡性能優(yōu)異，灰分含量較低，燃燒穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。準(zhǔn)東煤屬于低階煙煤，由于成煤歷史和當(dāng)?shù)靥厥獾牡乩憝h(huán)境，煤中堿金屬含量高，尤其是鈉含量遠(yuǎn)高于一般動(dòng)力用煤。準(zhǔn)東煤在燃燒過程中，易導(dǎo)致鍋爐發(fā)生結(jié)渣、積灰、腐蝕等問題，嚴(yán)重影響鍋爐的傳熱，降低了鍋爐機(jī)組整體運(yùn)行的可靠性。目前，對(duì)于準(zhǔn)東煤的燃燒利用主要通過對(duì)鍋爐等設(shè)備的合理設(shè)計(jì)與運(yùn)行，摻混低鈉煤或添加劑，煤的預(yù)處理等方法。目前，鍋爐設(shè)備設(shè)計(jì)方面仍然存在水冷壁結(jié)渣受熱面沾污腐蝕等問題；摻混低鈉煤或添加劑法目前在國內(nèi)得到使用，這一方法存在成本較高、灰量增加等缺點(diǎn)。對(duì)準(zhǔn)東煤進(jìn)行傳統(tǒng)水浴水洗/酸洗預(yù)處理，可脫除其中大部分堿金屬、堿土金屬和過渡金屬酸性氧化物。傳統(tǒng)的準(zhǔn)東煤水浴水洗/酸洗預(yù)處理方法是以去離子水、醋酸銨溶液、醋酸溶液等作為萃取劑，在40~80℃水浴溫度下，對(duì)準(zhǔn)東煤進(jìn)行水浴萃取處理12~24h，脫除準(zhǔn)東煤中的堿金屬等元素。但是，傳統(tǒng)水浴水洗/酸洗脫除方法能耗高、耗時(shí)長，不適合在水資源匱乏的新疆地區(qū)大規(guī)模展開應(yīng)用。微波是介于紅外和無線電波之間的一種電磁波，利用微波技術(shù)對(duì)物質(zhì)的加熱直接作用于物質(zhì)的分子或離子，使分子或離子振動(dòng)產(chǎn)生熱量，使作用對(duì)象的內(nèi)部和外部同時(shí)被加熱，它具有加熱效率高、能耗低、易于控制等特點(diǎn)。利用微波輔助準(zhǔn)東煤預(yù)處理的方法，具有很好的應(yīng)用前景。因此，開發(fā)出一種操作簡單，能耗低，耗時(shí)短的新型微波輔助酸洗脫除準(zhǔn)東煤中堿金屬、堿土金屬等酸性氧化物的方法，對(duì)克服燃準(zhǔn)東煤鍋爐燃燒粘污、結(jié)渣腐蝕問題，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)東煤大規(guī)模純燒，保證燃準(zhǔn)東煤鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重大意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了一種準(zhǔn)東煤燃燒前的預(yù)處理方法，所述的這種準(zhǔn)東煤燃燒前的預(yù)處理方法要解決現(xiàn)有技術(shù)中的準(zhǔn)東煤在燃燒時(shí)，容易粘污鍋爐、鍋爐結(jié)渣腐蝕的技術(shù)問題。本專利技術(shù)提供了一種準(zhǔn)東煤燃燒前的預(yù)處理方法，包括如下步驟：1)先配制萃取劑溶液，所述的萃取劑溶液為醋酸銨溶液，或者醋酸與雙氧水的混合溶液；2)將準(zhǔn)東煤磨碎、篩分，取粒徑為50μm~80μm煤粉溶于上述醋酸銨溶液或者醋酸與雙氧水的混合溶液中，所述的萃取劑與準(zhǔn)東煤的液固體積質(zhì)量比為5～40ml:1g，攪拌，使準(zhǔn)東煤與混合溶液充分接觸；3)將攪拌后的混合溶液進(jìn)行微波輻射處理，所述微波功率為100~800W，微波處理時(shí)間為1~40min；4)將微波輻射處理后的混合溶液抽濾，烘干，得到預(yù)處理后的準(zhǔn)東煤煤粉。進(jìn)一步的，所述的醋酸氨溶液摩爾濃度為0.1~2mol/L。進(jìn)一步的，所述的醋酸和雙氧水混合溶液的摩爾濃度為0.1~2mol/L；所述醋酸和雙氧水混合溶液中醋酸和雙氧水的摩爾比為0.1~10:1。進(jìn)一步的，所述的混合溶液抽濾后的廢液，通過反滲透凈化裝置處理后的水溶液進(jìn)行凈化循環(huán)利用，處理后的濃Na/Ca/Mg/Fe混合溶液提純后再利用。本專利技術(shù)采用微波輔助萃取劑脫除準(zhǔn)東煤中堿金屬Na、堿土金屬(Ca，Mg)和過渡金屬(Fe)等酸性氧化物，所用萃取劑為醋酸氨溶液/醋酸和雙氧水混合溶液中的一種。與傳統(tǒng)水浴水洗/酸洗脫Na等元素相比，本專利技術(shù)不但可脫除準(zhǔn)東煤中大部分的堿金屬和堿土金屬元素，還可脫除一定量的鐵元素。混合溶液經(jīng)反滲透凈化裝置處理后的水溶液進(jìn)行凈化循環(huán)利用，處理后的濃Na/Ca/Mg/Fe混合溶液用于提純高值化利用。本專利技術(shù)和已有技術(shù)相比，其技術(shù)進(jìn)步是顯著的。本方法采用微波輔助煤粉萃取，與傳統(tǒng)煤的預(yù)處理方法相比，其工作效率高、能耗低、易于操作與控制；本方法用時(shí)短、能耗低、易于控制，是一種簡單、高效、經(jīng)濟(jì)的準(zhǔn)東煤燃燒前預(yù)處理方法。本專利技術(shù)可有效克服燃準(zhǔn)東煤鍋爐燃燒結(jié)渣、粘污、腐蝕等問題，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)東煤的大規(guī)模安全燃燒。而且新疆地區(qū)水資源匱乏，本專利技術(shù)在抽濾后的濾液經(jīng)反滲透凈化裝置處理后水溶液可以循環(huán)利用，降低了煤處理的水消耗率，產(chǎn)生的Na/Ca/Mg/Fe濃溶液均可回收利用。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)一步說明實(shí)施例1：具體步驟如下：步驟1，將醋酸銨溶于一定量的水中，配制1mol/L醋酸銨溶液；將準(zhǔn)東煤磨碎、篩分至一定粒徑(50μm~80μm)，并稱取1g煤粉溶于上述醋酸銨溶液中，其中二者液固體積質(zhì)量比為15ml:1g，得到準(zhǔn)東煤醋酸銨混合溶液；將煤粉醋酸銨混合溶液在常溫下磁力攪拌15min，促使煤粉與醋酸銨充分接觸；步驟2，將步驟1中攪拌后的混合溶液置于額定功率為700W的家用微波爐中，于210W功率下微波輻射處理15min；步驟3，將步驟2中微波輻射處理后的煤粉醋酸銨混合溶液抽濾10min后，放入烘干箱于105℃下干燥2h，得到堿金屬、堿土金屬等酸性氧化物脫除后的準(zhǔn)東煤煤粉。采用ICP設(shè)備對(duì)處理前后的煤粉進(jìn)行元素分析，得出煤中Na的脫出率為82%，Ca的脫出率為61%，Mg的脫出率為52%。實(shí)施例2：具體步驟如下：步驟1，將醋酸銨溶于一定量的水中，配制1mol/L醋酸銨溶液；將準(zhǔn)東煤磨碎、篩分至一定粒徑(50μm~80μm)，并稱取3g煤粉溶于上述醋酸銨溶液中，其中二者液固體積質(zhì)量比為17ml:1g。得到準(zhǔn)東煤醋酸銨混合溶液；將煤粉醋酸銨混合溶液在常溫下磁力攪拌15min，促使煤粉與醋酸銨充分接觸；步驟2，將步驟1中攪拌后的混合溶液置于額定功率為700W的家用微波爐中，于210W功率下微波輻射處理15min；步驟3，將步驟2中微波輻射處理后的煤粉醋酸銨混合溶液抽濾10min后，放入烘干箱于105℃下干燥2h，得到堿金屬、堿土金屬等酸性氧化物脫除后的準(zhǔn)東煤煤粉。采用ICP設(shè)備對(duì)處理前后的煤粉進(jìn)行元素分析，得出煤中Na的脫出率為83%，Ca的脫出率為61%，Mg的脫出率為46%。實(shí)施例3：具體步驟如下：步驟1，配制1mol/L醋酸雙氧水混合溶液(醋酸和雙氧水摩爾比為1:1)；將準(zhǔn)東煤磨碎、篩分至一定粒徑(50μm~80μm)，并稱取1g煤粉溶于上述醋酸銨溶液中，其中二者液固體積質(zhì)量比為15ml:1g。得到準(zhǔn)東煤、醋酸和雙氧水混合溶液；將煤粉醋酸銨混合溶液在常溫下磁力攪拌15min，促使煤粉與醋酸、雙氧水充分接觸；步驟2，將步驟1中攪拌后的混合溶液置于額定功率為700W的家用微波爐中，于210W功率下微波輻射處理15min；步驟3，將步驟2中微波輻射處理后的煤粉醋酸銨混合溶液抽濾10min后，放入烘干箱于105℃下干燥2h，得到堿金屬、堿土金屬等酸性氧化物脫除后的準(zhǔn)東煤煤粉。采用ICP設(shè)備對(duì)處理前后的煤粉就行元素分析，得出煤中Na的脫出率為79%，Ca的脫出率為48%，Mg的脫出率為45%，F(xiàn)e的脫出率為36%。實(shí)施例4：具體步驟如下：步驟1，配制1mol/L醋酸雙氧水混合溶液(醋酸和雙氧水摩爾比為1:1)；將準(zhǔn)東煤磨碎、篩分至一定粒徑(50μm~80μm)，并稱取3g煤粉溶于上述混合溶液中，其中二者液固體積質(zhì)量比為17ml:1g，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種準(zhǔn)東煤燃燒前的預(yù)處理方法，其特征在于包括如下步驟：1）先配制萃取劑溶液，所述的萃取劑溶液為醋酸銨溶液，或者醋酸與雙氧水的混合溶液；2）將準(zhǔn)東煤磨碎、篩分，取粒徑為50?μm~80?μm煤粉溶于上述醋酸銨溶液或者醋酸與雙氧水的混合溶液中，所述的萃取劑與準(zhǔn)東煤的液固體積質(zhì)量比為5～40ml:1g，攪拌，使準(zhǔn)東煤與混合溶液充分接觸；3）將攪拌后的混合溶液進(jìn)行微波輻射處理，所述微波功率為100~800W，微波處理時(shí)間為1~40?min；4）將微波輻射處理后的混合溶液抽濾，烘干，得到預(yù)處理后的準(zhǔn)東煤煤粉。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種準(zhǔn)東煤燃燒前的預(yù)處理方法，其特征在于包括如下步驟：1）先配制萃取劑溶液，所述的萃取劑溶液為醋酸銨溶液，或者醋酸與雙氧水的混合溶液；2）將準(zhǔn)東煤磨碎、篩分，取粒徑為50μm~80μm煤粉溶于上述醋酸銨溶液或者醋酸與雙氧水的混合溶液中，所述的萃取劑與準(zhǔn)東煤的液固體積質(zhì)量比為5～40ml:1g，攪拌，使準(zhǔn)東煤與混合溶液充分接觸；3）將攪拌后的混合溶液進(jìn)行微波輻射處理，所述微波功率為100~800W，微波處理時(shí)間為1~40min；4）將微波輻射處理后的混合溶液抽濾，烘干，得到預(yù)處理后的準(zhǔn)東煤煤粉。2.根據(jù)權(quán)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：熊志波，涂艷武，王永貞，周飛，白鵬，劉晶，金晶，劉敦禹，王秋麟，林郁郁，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31