专利名称：一种微波助碱性弱氧化法溶解褐煤的方法
技术领域：
本发明属于煤综合利用技术领域，属于通过对褐煤进行溶解预处 理而对煤进行综合开发利用的应用技术领域.
背景技术：
目前，对褐煤溶解、萃取方法主要以NMP、丙稱、甲醇、吡啶等 有机溶剂以及NaOH、 CS2等无机溶剂中的一种、两种、或几种的混合 溶剂为主；或者再加上氧化刑，如H202、 02等；或者再以超声波(超 声波是声波大家族中的一员，是指振动頻率大于20KHz以上的,其每秒 的振动次数(频率)甚高，超出了人耳听觉的上限(20000Hz)，人们 将这种听不见的声波叫做超声波.)等物理辅助手段.但是采用这些 方法，褐煤的溶解率比较低，最高仅能达到60%,并且成本高，反应 时间长.例如以无机碱性溶液为溶剂体系，加上氣化刑，以超声波为 辅助物理手段，6小时褐煤的溶解萃取率仅达到了 65°/。左右.
发明内容
本发明的目的是提供一类褐煤溶解、萃取的应用技术，即将祸煤 尽可能的溶解在某种溶液体系里，然后从该溶液体系中萃取高附加值 的有机化合物.该技术工艺流程简单，反应快速，更大程度地提高了 褐煤中主要有机成分的溶解和萃取率， 一般可达到85%以上.且该方 法完全在常压低温状态下进行，简化了工艺过程，降低了投资成本.
本发明是通过下述技术方案得以实现的
一种溶解、萃取褐煤的应用技术，包括由氧化剂、械性溶液以及 由徵波(頻率为 915 MHz至2450 MHz)加热为主要辅助物理手段 构成整个工艺流程的必要条件.所谓的徵波是一种电磁波，是频率在 300MHz—300GHz的电磁波，即波长在100cm至lmm范闺内的电磁 波，也就是说波长在远红外线与无线电波之间.而我们所采用的橄波 的频率主要为国际规定的2450 ± 50MHz和915 ± 25MHz两种，波长 范闺分别为0.122 ± l%m和0.328 ± l%m.
所述褐煤固体粉末和氧化刑的重量比为1 : 0.01 ~ 1: 5;所述褐煤固 体粉末和碱性溶液的重量比为1: 0.1 ~1: 20;所述械性溶液的浓度为
0.01 ~ 6mol/L, PH值为8 ~ 14, 本发明的技术方案如下
本发明的基础原料为褐煤，是通过化学方法和物理方法相结合而 实现的，即氣化刑氧化，械性溶液溶解，在适量的水的参与下反应； 与通过微波反应系统程序加热为主要物理辅助手段相结合.
在所述方法的一种实施方式中，所述褐煤固体粉末的粒度为50~ 500目的粉末.
在所述方法的一种实施方式中，所述氣化刑选自Mn02、 02、 H202、 Na202、 K202、 NaC104、 KC104和Na203中的一种或多种的组 合.
在所述方法的一种实施方式中，所述的械性溶液选自KOH、 NaOH、 NH4OH、 Ca(OH)2、 Mg(OH)2和Al(OH)3中的一种或者多种的 混合溶液.
在所述方法中，以微波加热溶解为主要辅助物理手段. 根据本发明的溶解、萃取褐煤的方法与传统方法相比，反应快速， 工艺简单，容易操作，投资成本低； 该方法的主要搮作步稞如下
(1) 先将褐煤粉碎并且球磨，得到顆粒大小为50~500目的揭煤固 体粉末；
(2) 将(1)所得的褐煤固体粉末用氧化刑进行氣化，然后再用碱性溶 液进行溶解，或者先用碱性溶液进行溶解再用氣化剂进行氣化或者溶 解和氣化两者穿插进行，得到反应完全的反应物；
(3>在30 ~ 300TC条件下，利用微波将(2)中所得到的反应物程序加热 10min ~ 120min^
(4)在微波加热反应完毕后，用风扇吹风进行冷却，然后过滤离心
而分离得到褐煤溶解溶液；
在一种优选的实施方式中，所述褐煤固体粉末和所述氣化剂的重 量比为1 : 0.01 ~ 1: 10;所述褐煤固体粉末和所述碱性溶液中的纯碱性 物质的重量比为1: 0.01 ~1: 20;所述的碱性溶液的浓度为0.01 ~ 6mol/L， PH值为8~14.
本发明与现有技术相比具有如下优点，采用徵波为主要辅助物理 手段，使褐煤中的有机成分能够较多地溶解在溶液中，提供能供萃取
褐煤中有机成分的溶液.本发明在低温低压下进行，减少设备的投入 和操作的难度，而且所采用的试剂均为普通大众化的溶剂，并且本发 明的方法反应快速、褐煤溶解率高、能耗低、产量高.从溶解的溶液 中可以提取多种有机化合物.本发明的工艺是目前唯一能够高效地通 过物理方法和化学方法相结合，达到高效溶解褐煤，并从溶液中提取 重要有机组分的煤精细化工工艺过程，
具体实例方式
下面列举3个实施例，对本发明加以进一步说明，但本发明不只 限于这些实施例.
在实施例中我们采用的原料褐煤来自内蒙古自治区，徵波的頻率 为2450 ± 50MHz和915 ± 25MHz两种.
实施例1
实验步騍包括褐煤研磨粉碎、氣化碱溶或者碱溶氣化、徵波(频 率为2450 土50MHz)加热.即称取研磨至200目的褐煤(内蒙揭煤) 5g，加入7.5g氣化刑K202，再加入60ml浓度为1.4mol/L的KOH碱 性溶液，溶液PH值为12,将反应溶液在空气中静置lOmin.然后在 30-250TC条件下，利用微波(Intaly， Milestone，ETHOSTC型)反应 系统程序升温(室温10分钟升至200TC，然后5分钟升至220TC ,再 在220TC保温25分钟，然后冷却至室温)加热40分钟.实验分析结果 表明褐煤溶解萃取率为91.7%.
实施例2
采取实施例1中的步稞，取研150目的褐煤10g，加入6g氣化刑 Na202和60ml浓度为1.0mol/L的NaOH械性溶液，溶液PH为13.利 用微波(頻率为915 土25MHz)反应系统程序升温加热50分钟.实验 分析结果表明褐煤溶解萃取率为89.4%.
实施例3
采取实施例l中的步稞，取100目的褐煤15g，加入30ml浓H2()2 氧化剂和浓度为1.2mol/L的Al ( OH ) 3碱性溶液，溶液PH值为11.5. 利用微波(頻率为2450 ±50MHz)反应系统程序升温加热55分钟. 实验分析结果表明褐煤溶解萃取率为87.7%.
权利要求
1.一种溶解褐煤的方法，其特征在于包括以褐煤为基础原料，在氧化剂、碱性溶液的存在下，并以频率为915MHz至2450MHz的微波为主要的辅助物理手段对褐煤进行溶解和萃取的过程；其中碱性溶液的浓度为0.01～6mol/L，PH值为8～14。
2. 如权利要求1所述的溶解褐煤的方法，其特征在于所述的氣化 刑选自Mn02、 02、 H202、 Na202、 K202、 NaCI04、 KCK)4和Na203 中的一种或多种的组合；所述的碱性溶液选自KOH、 NaOH、 NH4OH、 Ca(OH)2、 Mg(OH)2和Al(OH)3中的一种或者或多种的混合溶液，
3. 如权利要求1所述的溶解褐煤的方法，其特征在于所述褐煤固 体粉末和氧化剂的重量比为1 :0.01~1: 10;所述褐煤固体粉末和所述 碱性溶液中的纯碱性物质的重量比为1:0.1-1:20;所述碱性溶液的浓 度为0.01 ~ 6mol/L， PH值为8 — 14。
4. 一种如权利要求1所述的溶解褐煤的方法，依次包括以下步骤(1) 先将褐煤粉碎并且球磨，得到颗粒大小为50~500目的褐煤固 体粉末；(2) 将(1)所得的褐煤固体粉末用氧化剂氧化，然后再用碱性溶液进化两者穿插进行，得到反应完全的反应物；(3) 在30 ~ 300TC条件下，利用微波将(2)中所得到的反应物程序加热 10inin ~ 60minj(4) 在微波加热反应完毕后，用风扇吹风进行冷却，然后过滤离心而分离得到褐煤溶解溶液。
5. 如权利要求4所述的溶解褐煤的方法，其特征在于所述的氣化 刑选自Mn02、 02、 H202、 Na202、 K202、 NaCK)4、 KCK)4和Na203 中的一种或多种的组合；所述的碱性溶液选自KOH、 NaOH、 NH4OH、 Ca(OH)2、 Mg(OH)z和Al(OH)3中的一种或者或多种的混合溶液，其特 征还在于以频率为915MHz至2450MHz的微波加热溶解为主要的辅 助物理手段。
6. 如权利要求4所述的溶解褐煤的方法，其特征在于所述褐煤固 体粉末和氧化剂的重量比为1 : 0.01 ~ 1: 10);所述褐煤固体粉末和所述 碱性溶液中的纯碱性物质的重量比为1: 0.1 ~ 1:20;所述械性溶液的浓 度为0.01 ~ 6mol/L， PH值为8-14.
全文摘要
本发明涉及一种微波助碱性弱氧化法溶解褐煤的方法，属于煤综合利用技术领域。本发明以氧化、碱溶、以及微波加热为主要手段对褐煤进行溶解，以提高其溶解率和萃取率，并加以综合利用。该方法是将原煤粉碎研磨，然后氧化碱溶，得到反应完全的反应物；再在30～300℃条件下，利用微波将反应物程序控温加热溶解，通过微波助溶解，褐煤的溶解率达到85％以上。本发明工艺流程简单易操作，反应快速，极大地提高了褐煤的溶解率，因此提高了煤中有效成分的萃取率。该方法主要是使煤中稠环的含氧官能团实现价键的断裂，达到了煤溶解转化的目的，使溶解的褐煤得以进一步的分析分离萃取有效成分，提高了褐煤应有的经济价值。
文档编号C10G1/04GK101177615SQ200610143348
公开日2008年5月14日 申请日期2006年11月6日 优先权日2006年11月6日
发明者鲁 其, 平 安, 张敬华, 晖 晨 申请人:中信国安盟固利新能源科技有限公司