一种煤炭脱硫实验装置及脱硫方法
【技术领域】
[0001]本发明属于煤炭燃烧前的选洗加工技术领域，涉及一种煤炭脱硫实验装置及脱硫方法。
【背景技术】
[0002]从煤矿中开采出来的原煤在放入炉内燃烧、热解或完成其它的工业环节时，有必要脱除其中的灰分和硫分，以便于实现煤的清洁高效燃烧，节约煤炭在运输和污染物后处理方面投入的费用。现有的脱硫方法有物理脱硫，化学脱硫等，但普遍存在前期投入大，脱硫所需温度高，化学反应所采用的氧化剂对环境易造成污染等缺陷，有必要提出一种更加温和安全的脱硫方法。
[0003]而现有的脱硫装置在烟气脱硫方面较为成熟，对于煤炭在洗选过程的脱硫装置，需要有着较强的抗腐蚀性和耐高温的材料，而温和安全的脱硫方法对材料的要求也小一些。因此，有必要提出可温和安全脱硫的装置。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种煤炭脱硫实验装置，该装置结构简单紧凑，易于拆装，节能环保。
[0005]本发明是通过以下技术方案来实现:
[0006]一种煤炭脱硫实验装置，包括反应器，反应器上、下两端分别通过上法兰和下法兰密封，在上法兰的开孔中插设能够伸入反应器腔体内的光电管；在反应器外壁上设有与腔体相连通的蒸汽管，在反应器腔体的内壁上设有若干用于盛放煤粒的支撑网；在蒸汽管上设有进气阀，进气阀与反应器腔体之间的管路上依次设有流量计、第一压力表及第一温度计，在反应器外壁上还设有与腔体相连通的放气管，放气管上设有第二温度计和放气阀；在上法兰上设有第三压力表及第三温度计。
[0007]若干支撑网通过设置在反应器腔体的内壁上的若干固定块固定。
[0008]所述若干固定块对称布置在反应器腔体的内壁上。
[0009]所述光电管通过电线与电源相连。
[0010]电线上设有开关。
[0011]本发明还公开了基于上述实验装置对煤粒进行脱硫的方法，包括以下步骤:
[0012]1)将待处理的煤粒表面涂覆纳米二氧化钛粉，然后将反应器进行密封；
[0013]2)关闭放气阀，打开进气阀，使水蒸气从蒸汽管中通入反应器腔体中，同时为光电管通电，观察反应器上的压力表读数，达到2?3个大气压力后，关闭进气阀；
[0014]3)在紫外线的照射下，煤粒上涂覆的纳米二氧化钛粉催化水蒸汽，水蒸汽被分解为H+和OH，H+离子渗入到煤粒的孔隙中，反应生成H 2S，溢出到煤粒外面，煤粒中的硫分被脱除。
[0015]与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果:
[0016]本发明公开的煤炭脱硫实验装置，在反应器的腔体内设有用于盛放煤粒的支撑网，反应器的腔体内部还插入了用于照射紫外线的光电管，反应器一侧壁设有蒸汽管，能够给反应器腔体提供蒸汽。发生反应时，煤粒上涂抹纳米二氧化钛粉末，在紫外线照射下能够将水蒸气分解为氢离子和氢氧根离子，氢离子具有氧化性，能够与煤粒中的硫元素发生化学反应，生产硫化氢，从而将煤中的硫分脱除。在反应器的上法兰、侧壁的蒸汽管以及放气管上依照需要设置了流量计、温度计及压力表，对腔体内的反应进行监控，保证实验设备安全可靠。该实验装置结构设计合理，简单紧凑，易于拆装，节能环保。
[0017]基于本发明公开的装置对煤粒进行脱硫的方法，能够使煤粒充分接触蒸汽，在紫外线的照射下，煤粒上涂覆的纳米二氧化钛粉能够对水蒸汽产生催化作用，水蒸汽被分解为H+和OH，H+离子渗入到煤粒的孔隙中，与C-S键中的S原子发生化学反应，生成H 2S，溢出到煤粒外面。煤粒被良好的脱去内部的硫元素，该方法操作简单，处理效果好。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的结构示意图。
[0019]其中:1为反应器；2为光电管；3为蒸汽管；4为固定块；5为支撑网；6为煤粒；7为下法兰；8为上法兰；9为进气阀；10为流量计；11为第一压力表；12为第一温度计；13为放气管；14为放气阀；15为第二温度计；16为第三压力表；17为第三温度计；18为电线；19为开关；20为螺栓；21为螺母；22为电源。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
[0021 ] 参见图1，本发明的煤炭脱硫实验装置，包括反应器1，用于密封反应器1下部的下法兰7以及用于密封反应器1上部的上法兰8。这两对法兰之间均采用螺栓20和螺母21连接。在上法兰8中间开孔可插入光电管2。光电管2连接着电线18，在电线18上面设置有开关19，电线18的另一端连接电源22。
[0022]在反应器1的内部分别安装了若干固定块4，在固定块4上设置有支撑网5。在支撑网5上面放置有煤粒6。在反应器1的下方安装蒸汽管3，在该管上分别安装有第一温度计12，第一压力表11，流量计10和进气阀9。在反应器1的左侧上方安装有放气管13，在该管上安装有放气阀14和第二温度计15。在上法兰8上面安装有第三温度计17和第三压力表16。
[0023]基于上述装置对煤粒进行脱硫的方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0024]1)将待处理的煤粒表面涂覆纳米二氧化钛粉，然后将反应器1进行密封；
[0025]2)关闭放气阀14，打开进气阀9，使水蒸气从蒸汽管3中通入反应器1腔体中，同时为光电管2通电，观察反应器1上的压力表读数，达到2?3个大气压力后，关闭进气阀9 ；
[0026]3)在紫外线的照射下，煤粒上涂覆的纳米二氧化钛粉催化水蒸汽，水蒸汽被分解为H+和OH，H+离子渗入到煤粒的孔隙中，反应生成H 2S，溢出到煤粒外面，煤粒中的硫分被脱除。
[0027]本发明的煤炭脱硫实验装置，在使用时:
[0028]工作前，将上法兰8和下法兰7对反应器1进行良好的密封。反应器1内部的支撑网5上放置着煤粒6，煤粒6上涂有纳米二氧化钛粉。将放气阀14关闭，打开进气阀9，蒸汽从蒸汽管3流入到反应器1中，同时，为光电管2通电。当反应器1中达到一定压力时，将进气阀9关闭。反应器1中的煤粒充分接触蒸汽，在紫外线的照射下，煤粒上涂的纳米二氧化钛粉对水蒸汽产生催化作用，水蒸汽被分解为H+和OH，H+离子渗入到煤粒的孔隙中，与C-S键中的S原子发生化学反应，生成H2S，溢出到煤粒外面。煤粒被良好的脱去内部的硫元素，反应足够时间后，打开放气阀14，反应器内部生成的气体产物被排出反应器外。
【主权项】
1.一种煤炭脱硫实验装置，其特征在于，包括反应器(1)，反应器(1)上、下两端分别通过上法兰(8)和下法兰(7)密封，在上法兰(8)的开孔中插设能够伸入反应器(1)腔体内的光电管(2);在反应器(1)外壁上设有与腔体相连通的蒸汽管(3)，在反应器(1)腔体的内壁上设有若干用于盛放煤粒出)的支撑网(5);在蒸汽管(3)上设有进气阀(9)，进气阀(9)与反应器(1)腔体之间的管路上依次设有流量计(10)、第一压力表(11)及第一温度计(12)，在反应器(1)外壁上还设有与腔体相连通的放气管(13)，放气管(13)上设有第二温度计(15)和放气阀(14);在上法兰(8)上设有第三压力表(16)及第三温度计(17)。2.根据权利要求1所述的一种煤炭脱硫实验装置，其特征在于，若干支撑网(5)通过设置在反应器(1)腔体的内壁上的若干固定块(4)固定。3.根据权利要求2所述的一种煤炭脱硫实验装置，其特征在于，所述若干固定块(4)对称布置在反应器(1)腔体的内壁上。4.根据权利要求1所述的一种煤炭脱硫实验装置，其特征在于，所述光电管(2)通过电线(18)与电源(22)相连。5.根据权利要求1所述的一种煤炭脱硫实验装置，其特征在于，电线(18)上设有开关(19)。6.基于权利要求1?5中任意一项所述的实验装置对煤粒进行脱硫的方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)将待处理的煤粒表面涂覆纳米二氧化钛粉，然后将反应器(1)进行密封； 2)关闭放气阀(14)，打开进气阀(9)，使水蒸气从蒸汽管(3)中通入反应器(1)腔体中，同时为光电管(2)通电，观察反应器(1)上的压力表读数，达到2?3个大气压力后，关闭进气阀(9)； 3)在紫外线的照射下，煤粒上涂覆的纳米二氧化钛粉催化水蒸汽，水蒸汽被分解为H+和OH，H+离子渗入到煤粒的孔隙中，反应生成H2S，溢出到煤粒外面，煤粒中的硫分被脱除。
【专利摘要】本发明公开了一种煤炭脱硫实验装置及脱硫方法，属于煤炭燃烧前的选洗加工技术领域。包括反应器，反应器上、下两端分别通过上法兰和下法兰密封，在上法兰的开孔中插设能够伸入反应器腔体内的光电管；在反应器外壁上设有与腔体相连通的蒸汽管，在反应器腔体的内壁上设有若干用于盛放煤粒的支撑网。发生反应时，煤粒上涂抹纳米二氧化钛粉末，在紫外线照射下能够将水蒸气分解为氢离子和氢氧根离子，氢离子具有氧化性，能够与煤粒中的硫元素发生化学反应，生产硫化氢，从而将煤中的硫分脱除。该实验装置结构设计合理，简单紧凑，易于拆装，节能环保。
【IPC分类】C10L9/02
【公开号】CN105316073
【申请号】CN201510848016
【发明人】张俊霞
【申请人】榆林学院
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年11月27日