本發(fā)明涉及一種煤炭燃前脫硫的方法，具體的是一種利用微波聯(lián)合氧化性助劑的煤炭燃前脫硫方法。
背景技術(shù)：
中國是世界上最早采煤并應(yīng)用煤炭的國家。時至今日，中國仍然是世界上開采和應(yīng)用煤炭資源最多的國家。同時，由于我國的石油及天然氣資源相對較少，煤炭在我國一次能源消費結(jié)構(gòu)中占有舉足輕重的地位，所占比例高達75%。即便是在近年煤炭行業(yè)形勢低迷，新能源概念及應(yīng)用理念層出不窮的條件下，煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中的主力地位仍難動搖并將繼續(xù)長時間保持。而在煤炭的應(yīng)用中，為火力發(fā)電廠提供動力是其主要用途之一，由此而被直接燃燒消耗的煤炭約占煤炭總耗量的50%，這一比例在短時間內(nèi)同樣難以改變。
硫是煤炭中普遍存在的一種化學(xué)成分，其存在對于煤炭的利用是極其不利的。一方面，對于直接燃燒使用的動力煤，它所含有的硫分會以SO2及H2S等硫化物的形式釋放到大氣中，這些含硫煙氣在大氣中的存在是形成“酸雨”的主要因素；同時，空氣中含有的含硫氣體也會對人體的呼吸道及皮膚造成嚴(yán)重?fù)p傷。另一方面，對于用作煉焦及化工用途的煤炭，硫分的存在也會對其結(jié)焦性、粘結(jié)性等造成不良影響，應(yīng)用性能變差。一般情況下，煤炭按含硫率可分為低硫煤（<1%）、中硫煤（2%~3%）和高硫煤（>3%）。而在我國的煤炭資源中，優(yōu)質(zhì)煤種儲量相對較少且日益減少；高硫煤儲量占到了原煤總儲量的三分之一左右，占原煤產(chǎn)量的16.67%，并且這一比例仍將繼續(xù)上升。與此同時，有關(guān)減少SO2排放量、改善生態(tài)環(huán)境的呼聲日益增強，煤炭脫硫的必要性和緊迫性使得脫硫工藝的研究日益成為煤炭領(lǐng)域科研攻關(guān)的一項重要任務(wù)。
煤炭燃前脫硫是指煤炭在經(jīng)過燃燒利用之前，預(yù)先脫除煤炭中的硫分，以降低或消除煤炭在燃燒過程中釋放的含硫氣體含量，從而降低污染。一般來講，煤炭的燃前脫硫工藝主要有物理法脫硫、化學(xué)法脫硫、微生物脫硫和電化學(xué)脫硫等。
微波脫硫是以微波照射的方式對煤進行預(yù)處理，繼而再用浮選或洗滌過濾的方式進行煤、硫分離的一種脫硫手段。
微波是電場和磁場交替變換能量傳播的一種形式，處在微波場中的介電質(zhì)內(nèi)部的感生或固有的偶極子，在交替變換的電磁場中不停地翻轉(zhuǎn)搖動。由于這種交替變換的頻率很高，偶極子在響應(yīng)這種頻率而做高頻轉(zhuǎn)動的過程中，受到慣性、彈性以及摩擦的阻礙，而產(chǎn)生接電損耗，即微波能衰減，材料將吸收的微波能轉(zhuǎn)化為了熱能，而加熱的程度取決于礦物組分不同的介電性質(zhì)。同時，由于不同礦物的熱膨脹系數(shù)不同，則不同礦物組分界面間產(chǎn)生熱應(yīng)變，進而出現(xiàn)裂隙。研究表明，硫化礦物對微波的響應(yīng)比煤、石英等強得多，因此可以通過微波加熱的方式使硫化礦與煤間產(chǎn)生裂隙進而通過粉碎解離而脫除。
研究表明，黃鐵礦在表面發(fā)生輕度氧化時會表現(xiàn)出良好的可浮性，而完全新鮮的表面和高度氧化的表面則會使黃鐵礦失去可浮性。微波的照射會使煤中的硫發(fā)生向氧化態(tài)轉(zhuǎn)化的趨勢，從而使黃鐵礦在浮選過程中得到有效抑制。同時，微波的照射對煤本身的大分子結(jié)構(gòu)沒有造成明顯的影響，僅僅是產(chǎn)生了部分的質(zhì)量損失，即揮發(fā)分損失，因此對結(jié)焦性等煤質(zhì)指標(biāo)影響不大，因而對于煉焦用煤的脫硫來說，微波處理表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。此外，當(dāng)微波在酸性或堿性環(huán)境中與氧化性助劑共同作用時，可將煤中的有機硫氧化并解離為可溶性硫酸鹽，從而達到脫除有機硫的目的。
目前，微波脫硫的詳細(xì)機理尚不明確，仍然沒有切實可行的微波脫硫方法在實際當(dāng)中得到應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種利用微波在過氧乙酸體系下進行脫硫的方法，用以彌補當(dāng)前洗選技術(shù)在脫硫效果方面的不足，改善精煤品質(zhì)，推進煤炭清潔利用。
為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下。
一種微波聯(lián)合過氧乙酸助劑對高硫煤的脫硫方法，所述脫硫方法是按下列步驟進行的：
（1）將高硫煤原樣烘干至空氣干燥狀態(tài)，研磨至小于0.2mm粒度備用；
（2）用石英容器配制過氧乙酸溶液，配制過程中要邊混合邊用玻璃棒充分?jǐn)嚢?，單點混合速度不應(yīng)大于0.1L/min，藥劑混合完畢后繼續(xù)與制備好的煤樣充分混合，用電動攪拌器以350-500r/min的轉(zhuǎn)速充分?jǐn)嚢?0-15min至完全混合潤濕；
（3）將裝有混合后樣品的石英容器放入微波反應(yīng)器中，在常壓下進行微波照射，并對照射后的樣品用去離子水進行真空抽濾、洗滌至濾液pH值小于8.0，后將樣品放入75℃恒溫烘箱干燥至空氣干燥狀態(tài)，即得到低硫煤。
其中，所述高硫煤是高硫無煙煤，其干燥無灰基的揮發(fā)分在7.0%-10.0%范圍內(nèi)，干燥無灰基的氫含量在3.5%-5.0%；所述過氧乙酸是以3:1的體積比配制而成的冰乙酸和過氧化氫，溶液與煤樣的固液比為1:14；所述微波的功率為750W，輻照時間為4-6min；所述的微波反應(yīng)器的反應(yīng)腔是耐酸性腐蝕管路與室外開敞空間相連通，反應(yīng)過程中微波反應(yīng)腔中的溫度控制在140±10℃；所述在常壓下進行微波照射，照射后先將樣品置于流動空氣中冷卻至室溫，并用清水將剩余的反應(yīng)助劑稀釋至3倍體積后進行真空抽濾、洗滌；所述高硫煤經(jīng)脫硫處理后，其中的無機硫脫除率大于90%，有機硫脫除率在10%-23%。
發(fā)明上述所提供的一種微波聯(lián)合過氧乙酸助劑對高硫煤的脫硫方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，一是微波反應(yīng)的精密度要求較低，設(shè)備上易于實現(xiàn)；二是微波反應(yīng)本身比較溫和，反應(yīng)進程易于控制；三是反應(yīng)后的廢液成分以乙酸為主，污染物處理較為簡便；四是本方法對煤中的無機硫和有機硫均有優(yōu)良的脫除效果，經(jīng)檢測，無機硫脫除率大于90%，有機硫脫除率在10%-23%，是現(xiàn)有脫硫洗選工藝的有效補充。
具體實施方式
以下對本發(fā)明的具體實施方式作出進一步的說明。
實施例1
實施一種微波聯(lián)合過氧乙酸助劑對高硫煤的脫硫方法，該脫硫方法的具體步驟如下：
步驟一、將烘干至空氣干燥狀態(tài)后的高硫煤樣研磨至小于0.2mm粒度級備用；
步驟二、將冰乙酸（CH3COOH）和過氧化氫（H2O2）以3:1的體積比配成過氧乙酸溶液，配制過程中要邊混合邊用玻璃棒充分?jǐn)嚢?，單點混合速度不應(yīng)大于0.1L/min；
步驟三、使用耐高溫石英容器將研磨好的煤樣與過氧乙酸溶液混合，固液比為1:14，用攪拌器以350-500r/min的轉(zhuǎn)速持續(xù)攪拌10-15min，使煤樣與溶液完全混合并潤濕；
步驟四：將盛有反應(yīng)物的容器置于微波反應(yīng)器中，在常壓環(huán)境下進行微波照射，微波功率為700W，輻照時間為4min，微波反應(yīng)腔中的溫度控制在（140±10）℃在照射過程中，使用耐酸性腐蝕的管路將微波反應(yīng)器的反應(yīng)腔和室外開敞空間相連通，用以排除反應(yīng)廢氣；
步驟五、微波照射結(jié)束后，將反應(yīng)容器置于流通空氣環(huán)境中緩慢冷卻至室溫，并用清水稀釋至3倍體積后，用真空抽濾機抽濾，并在抽濾過程中不斷用去離子水沖洗煤樣，直至濾液pH值小于8.0后停止洗滌；
步驟六、將抽濾、洗滌后的煤樣放入75℃恒溫烘箱干燥至空氣干燥狀態(tài)，即得到低硫煤。
以上所述，只是本發(fā)明一個簡單應(yīng)用實例，并非對本發(fā)明的技術(shù)應(yīng)用范圍作任何限制，但凡依本發(fā)明的權(quán)利要求和權(quán)利說明書所做的變化或修飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明專利涵蓋的范圍之內(nèi)。