一种煤的酸耦合脱硫方法与流程

本发明属于煤炭清洁利用领域，具体涉及一种煤的酸耦合脱硫方法。

背景技术：

煤炭是地球上蕴藏量最丰富、分布地域最广的化石燃料。然而，随着经济的高速发展，优质低硫煤不断消耗，大量的中高硫煤炭流入市场，其使用带来了一系列的环境问题，如酸雨、雾霾等。因此，传统单一的脱硫技术已经很难经济有效地脱除煤中的硫分，使其能够被清洁利用。而人们对于优质煤炭资源的需求却越来越大，使得大量的研究者将精力放在脱硫技术的改善上以提高脱硫效率。为了提高脱硫率、缩短脱硫时间，大量研究者从物理、化学、生物等多个方向出发，探究了各种强化煤炭脱硫的方法。煤炭中的硫分为无机硫和有机硫，无机硫的主要成分包括黄铁矿硫(FeS2)、硫酸盐硫(SO42-)、硫单质(S)及少量其他硫化矿物；有机硫则以C-S键的形式结合在煤炭大分子骨架中，主要以硫酚、脂肪族硫醇、硫醚和噻吩等形式存在，目前很多脱硫方法不能实现多组分硫同时脱除的目的。本发明通过多步耦合脱硫的方法，能够脱除煤炭中不同形态的硫组分，显著提高了煤炭脱硫效率。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种煤的酸耦合脱硫方法，针对现有煤炭脱硫技术的不足，本发明能够显著的提高煤炭脱硫效率。

本发明的技术方案包括以下步骤：

（1）先将煤炭用粉碎机粉碎至粒度在200目以下；

（2）取一定量原煤样与HCl溶液混合、浸渍，室温放置12h，搅拌器不断搅拌，然后抽滤，蒸馏水水洗至无氯离子存在（硝酸银溶液检测），60^oC真空干燥12h；

（3）得到的煤样再与浓HF溶液混合、浸渍，室温放置12h，搅拌器不断搅拌，然后抽滤，去离子水水洗，60^oC真空干燥12h；

（4）得到的煤样再与硝酸溶液混合浸渍，室温放置12h，搅拌器不断搅拌，然后抽滤，热蒸馏水充分水洗至无铁离子为止（硫氰酸钾溶液检测），60^oC真空干燥箱烘干12h。

作为本发明的一个优选方案，其中步骤（2）中HCL溶液的浓度为30%-36%；步骤（3）中浓HF的浓度为35%-40%；步骤（4）中硝酸溶液的浓度为65%-68%。作为更进一步的优选方案，其中步骤（2）中HCL溶液的浓度为36%；步骤（3）中浓HF的浓度为40%；步骤（4）中硝酸溶液的浓度为68%。

作为本发明的另一个优选方案，其中步骤（2）中原煤样与HCL溶液的混合比例为1g∶6mL，步骤（3）中原煤样与HF溶液的混合比例为1g∶7.5mL，步骤（4）中原煤样与HNO₃溶液的混合比例为1g∶7mL。

经处理后的煤样其全硫脱除率高达57.8%，该方法结合了HCL、HF和HNO₃的各自反应特性，将不同形态的硫进行了有效的脱除，是一种市场前景非常广阔的脱硫技术。

具体实施方式

本实施例所述方法主要按以下步骤进行：

（1）先将煤炭用粉碎机粉碎至粒度在200目以下。

（2）取一定量原煤样与HCl溶液混合、浸渍，室温放置12h，搅拌器不断搅拌，然后抽滤，蒸馏水水洗至无氯离子存在（硝酸银溶液检测），60^oC真空干燥12h，其中，HCL溶液的浓度优选为30%-36%，原煤样与HCL溶液的混合比例优选为1g∶6mL。

（3）得到的煤样再与浓HF溶液混合、浸渍，室温放置12h，搅拌器不断搅拌，然后抽滤，去离子水水洗，60^oC真空干燥12h，其中，浓HF的浓度优选为35%-40%，原煤样与HF溶液的混合比例优选为1g∶7.5mL。

（4）得到的煤样再与硝酸溶液混合浸渍，室温放置12h，搅拌器不断搅拌，然后抽滤，热蒸馏水充分水洗至无铁离子为止（硫氰酸钾溶液检测），60^oC真空干燥箱烘干12h，其中，硝酸溶液的浓度优选为65%-68%，原煤样与HNO₃溶液的混合比例优选为1g∶7mL。

以下具体实施例是为了进一步说明本发明，而不是对本发明的限定。

实施例1：

（1）先将煤炭用粉碎机粉碎至粒度在150目；

（2）取一定量原煤样与HCl溶液（36%浓盐酸与水以1∶1的体积比混合）以1g∶6mL的比例混合、浸渍，室温放置12h，搅拌器不断搅拌，然后抽滤，蒸馏水水洗至无氯离子存在（硝酸银溶液检测），60^oC真空干燥12h，此过程主要脱除煤中的硫酸盐硫。

（3）得到的煤样再与质量分数为40%的浓HF以1g∶7.5ml 的比例混合、浸渍，室温放置12h，搅拌器不断搅拌；然后抽滤，去离子水水洗，60^oC 真空干燥12h。此过程进一步脱除了煤中的硫酸盐硫。

（4）得到的煤样再与硝酸溶液（68%浓硝酸与水以1∶7 的体积比混合）以1g∶35mL 比例混合浸渍，室温放置12h，搅拌器不断搅拌。然后抽滤，热蒸馏水充分水洗至无铁离子为止（硫氰酸钾溶液检测），60^oC 真空干燥箱烘干12h。此过程脱除了黄铁矿硫及剩余的硫酸盐硫。

经分析测定，煤中全硫的脱除率为45～55%。