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煤炭选洗技术简介

2019-02-28 00:48:02

煤炭选洗技术简介

硫是煤中危害性的元素之一,根据煤田地质学家多年的研究,硫在煤中可以多种状态存在,按其存在状态可分为无机硫和有机硫两类,其中无机硫又可分为以黄铁矿为主的硫化物和以石膏为代表的硫酸盐硫;有机硫大致有硫醇类、硫醚类、有机二硫化物和杂环噻吩类等,其中又以噻吩类占多数。煤炭洗选技术是通过物理、化学以及微生物的方法将原煤中的可燃物和非可燃物(灰分)进行分离,使洗选产品中的灰分、硫分、水分尽可能降低,以满足煤炭燃烧对大气地面环境的污染控制要求。煤炭的洗选不仅能脱硫也能脱灰,并可提高热效率,选煤是西方发达国家洁净煤计划的重点环节,这些国家的入选比例都很高,如德国95%,英国75%,澳大利亚75%,美国55%,而在我国仅为22%。物理方法,分为洗选和分选,是利用煤中各物质物理性质的差异来分离。硫在煤中以无机硫和有机硫两种形式存在。硫化铁比重大于煤,且为顺磁性物质,煤是反磁性物质。因此可将煤破碎,然后用重力分离和高梯度磁分离法将黄铁矿区去除。物理法脱硫工艺简单,不仅使脱硫成本远低于燃煤设施的烟气脱硫费用,而且节能效益和社会效益增加,但脱硫效率一般在40%以下,且只能脱除表面的无机硫。化学方法,化学方法是采用选择性去除矿物质或有机硫组分的化学反应进行分选。包括辐射脱硫、氧化脱硫等。辐射脱硫是指在不添加化学试剂或添加少量化学试剂的前提下,在常温常压下利用高能辐射能脱硫的一种技术。目前,研究较多的是利用γ射线引起的辐射分解进行脱硫。脱硫原理是,利用γ射线的辐射能,使水煤或水煤酸混合体系中的液相组分发生辐射分解,生成一些自由基、水合离子和分子,以及其它一些氧化性的离子。这些氧化性的辐射分解产物和煤中的还原态的含硫矿物和含硫有机物发生反应,生成可溶性的硫酸盐,终在脱水过程中一起脱除。该方法的优点是:能有效地脱除大部分的无机硫,能脱除一定量的有机硫,降低会分,可用作煤炭管道运输的前过程。由于常用的物理方法只能脱除无机硫,对于有机硫和微细浸染状的黄铁矿硫则无能为力,而化学方法对后两种硫的脱除虽有效,但因它需要特定的温压条件及化学试剂,会影响煤的发热量和结焦性等特点,故一般不予采用。而利用微生物法脱除煤中的硫则克服了上述缺点,一方面可以在常态下进行,另一方面它可以同时脱除无机硫和有机硫,且不影响煤质。无机硫的脱除,在水和氧的作用下,黄铁矿缓慢地氧化,释放出亚铁离子和硫酸。当有嗜酸性的铁硫氧化细菌存在时,亚铁离子被细菌迅速的氧化成铁离子。在酸性条件下,铁离子是强氧化剂,它可直接氧化黄铁矿和其它的金属硫化物,成为元素硫;元素硫再被细菌或铁离子氧化,终形成硫酸。对于有机硫的脱除,除了少数的菌种既能脱除模式化合物上的硫,又能有效的脱除煤中的硫以外,其它的菌种,在应用到煤炭脱硫上时,效果都不理想。这其中的障碍是对煤中的有机硫知之甚少。

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