從高硫煤中除去有機硫的方法及其設備的製作方法
2023-05-10 04:10:51 3
專利名稱：從高硫煤中除去有機硫的方法及其設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及從高硫煤中除去有機硫的方法及其設備。
本發明的用途適合於熱煤電廠的發電、製造煤磚(briquette making)、活性炭和減少汙染。
背景技術：
煤中含有硫，這使得煤不適合使用，除非以昂貴和高效的還原設備回收硫的燃燒產物。其中一種燃燒產物是二氧化硫，它被認為是高度不受歡迎的大氣汙染物。一般認為煤中的硫以不同形式存在。共有三種基本的形式，即黃鐵礦硫、硫酸鹽硫和有機硫。黃鐵礦硫是與鐵結合的硫。硫酸鹽硫的量一般很少，即在給定的煤樣品中，它通常在所有的硫中佔1％或2％。有機硫是與煤中的碳相結合形成有機化合物的硫。一般會發現有機硫很難從煤中除去。在美國專利No.4233034中稱，大部分研究者所面對的問題是如何從煤中除去有機硫。該專利公開了一種從煤中除去硫的方法，但此方法沒有把有機硫的除去和黃鐵礦硫的除去區別開來，所給出的只是對除去的硫不加以區分的除硫工藝。從煤中高效除去黃鐵礦硫的方法已為眾人所知。問題仍圍繞著高效除去有機硫。
可以參考美國專利No.4441886，其中描述了一種從煤中除去有機硫的改進方法。該方法包括多個步驟。含有有機硫的煤被粉碎成顆粒。煤顆粒可以(但並不必需)進行處理以充分除去包含於煤中的全部水，以使煤乾燥。然後幹煤與選定量的含有小於4％水分的乙醇進行混合。乙醇量要使得在每種情形下煤乙醇混合物中的固體含量都小於61.7重量％。煤與乙醇的混合物放置在反應容器中，把容器的溫度和壓力升高到乙醇的臨界溫度和臨界壓力以上。混合物在臨界溫度和臨界壓力之上保持一段時間。收集產生的全部氣體，並從液體中分離出混合物的煤固體。以文獻縱覽和專利資料庫為基礎，找尋從煤中除去有機硫及其相關設備的現有技術，但是並沒有獲得任何相關的參考。
發明內容
本發明的主要目的是提供能避免上述缺陷的從高硫煤中除去有機硫的設備。
本發明的另一個目的是提供從高硫煤中除去有機硫的方法。
因此本發明涉及一種使高硫煤中減少有機硫的設備，該設備包括主要由三個加熱區組成的反應器，這些加熱區比如有能夠保持溫度在450～500℃範圍的蒸汽加熱區、能夠大約保持溫度在950～1100℃範圍的促進區和能夠保持溫度在900～950℃溫度範圍的反應區，所述反應器放置在能為所述反應器提供上述溫度區的平板狀爐內，所述內置有反應器的爐子被封閉在一個可移動的柜子中，所述反應器和爐子安裝有能量調節器和指示器。
具體實施例方式
本發明的一個實施方案涉及其中平板狀爐由矽線石(silliminite)構成並以石英毛保溫的設備。
本發明的另一個實施方案涉及使用如權利要求1中所要求的設備從高硫煤中除去有機硫的方法，該方法如下步驟在1100±50攝氏度的範圍溫度下加熱促進區(含有促進劑)；在450至500攝氏度範圍的溫度下加熱蒸汽區；把進入的煤碾碎至-72目BS，並加入反應區；在燒瓶中產生蒸汽並通過反應器，該燒瓶優選由玻璃製成；在900攝氏度溫度保持約1小時；在蒸汽達到900攝氏度溫度後，使由反應器放出的氣體通過一系列裝有加氨的氯化鎘溶液的起泡器，該起泡器優選由玻璃製成；冷卻爐子至室溫，卸出產物焦煤/焦炭。
本發明的另一實施方案涉及如權利要求2所述的方法，其中所用的促進劑是比例為1∶9的銅鐵切屑的混合物。
本發明的另一實施方案涉及如權利要求2和3所述的方法，其中在促進區和反應區的升溫速率為每分鐘5攝氏度。
在本方法中，促進區先是以5攝氏度溫度的速度在950～1000攝氏度範圍的溫度下加熱，蒸汽區是以5攝氏度溫度的速度在450～500攝氏度範圍的溫度下加熱。進入的煤被碾碎至-72目BS並加入到反應區。蒸汽在圓底燒瓶中產生並通過反應器。當溫度達到900攝氏度時，蒸汽在該溫度保持0.5～2小時的一段時間。放出的氣體通過一系列裝有加氨的氯化鎘溶液的玻璃起泡器，在起泡器內形成硫化鎘的黃色沉澱。冷卻爐子至室溫，卸出產物焦煤/焦炭。
附在本說明書的附圖
中，設備的各種組件為1.二氧化矽反應器2.蒸汽加熱區3.促進區4.反應區5.帶石英毛的保溫體6.爐子，由矽線石製成7.帶石英毛的保溫體8.嵌入內有反應器的矽線石爐子的框架本發明提供了一種用於從高硫煤中除去有機硫的設備的方法，該設備包括管狀爐(6)，由矽線石製成並以石英毛保溫(57)，外徑為250mm，內徑為40mm，長度為650mm，管口(tube bore)為37.5mm；反應器(1)，優選由二氧化矽製成，它有三個加熱區，即i)蒸汽加熱區(2)，長17mm，用於把溫度保持在450至500攝氏度的範圍，ii)加熱促進區(3)，長250mm，用於把溫度保持在950至1200攝氏度的範圍，iii)反應區(4)，長200mm，用於使溫度保持在300至1100攝氏度的溫度範圍；所述爐子裝配有兩個鉻-鋁熱電耦，帶多點開關的數字溫度顯示器和三個用於控制所述三個區溫度的能量調節器(9)；所述爐子(6)裝配有一些輥，以便在長方形控制櫃中安置的軌道上自由移動，在所述爐子中還裝有能量調節器和指示器；反應器(1)，優選由二氧化矽構成，長度為940mm，內徑為21mm，外徑為23mm，它嵌入在所述爐子內；框架(8)，優選由軟不鏽鋼製成，長度為750mm，寬度為325mm，深度為325mm，以容納所述內置有二氧化矽反應器(1)的所述爐子。
本發明提供了一種從高硫煤中除去有機硫的方法，該方法包括如下步驟促進區在300至1100攝氏度範圍的溫度下加熱，蒸汽區在450至500攝氏度範圍的溫度下加熱；把進入的煤碾碎至-72目BS，並加入反應區；蒸汽在燒瓶中產生並通過反應器，該燒瓶優選由玻璃製成；在900攝氏度下保持0.5～2小時的時間段，當蒸汽達到900攝氏度之後，放出蒸汽；從反應器放出的氣體通過一系列裝有加氨的氯化鎘溶液的起泡器，該起泡器最好由玻璃製成；冷卻爐子至室溫，排出產物焦煤/焦炭。
在本發明的一個實施方案中所用的促進劑是比例為1∶9的銅鐵切屑的混合物。
在本發明的另一實施方案中，促進區和反應區的升溫速率為每分鐘5攝氏度。
本發明的創新之處在於從高硫煤中除去有機硫，在全世界範圍內還未利用這種技術。有機硫是與煤中的碳相結合形成有機化合物的硫。一般會發現有機硫很難從煤中除去。二氧化硫被認為是高度不受歡迎的大氣汙染物。本發明除去煤中的79.77％的硫，這是一項突破。
下面給出的實施例只是用於解釋本發明，它不應當認為是對本發明範圍的限制。
實施例實施例1先以每分鐘升高5攝氏度溫度把促進區和蒸汽區分別加熱到高達1100攝氏度和450攝氏度。把10克煤碾碎至-72目BS，並加入反應區。把9g鐵和1g銅的切屑放在促進室中。蒸汽在燒瓶中產生並通過反應器。當爐子溫度達到900攝氏度時，蒸汽在該溫度下保持1小時。放出的氣體通過一系列裝有加氨的氯化鎘溶液的起泡器，在起泡器內形成硫化鎘的黃色沉澱。冷卻爐子至室溫，卸出產物焦煤/焦炭。初始煤中含有5.39％的有機硫，經過上述過程後，有機硫含量減少到1.17％，因此有機硫總體減少了78.29％。
實施例2先以5攝氏度的溫度升高把促進區和蒸汽區分別加熱到高達1000攝氏度和400攝氏度。把10克煤碾碎至-72目BS，並加入反應區。把9g鐵和1g銅的切屑放在促進室中。蒸汽在燒瓶中產生並通過反應器。當爐溫達到900攝氏度時，蒸汽在該溫度下保持1小時。放出的氣體通過一系列裝有加氨的氯化鎘溶液的起泡器，在起泡器內形成硫化鎘的黃色沉澱。冷卻爐子至室溫，排出產物焦煤/焦炭。初始煤中含有5.39％的有機硫，經過上述過程後，有機硫含量減少到0.88％，因此有機硫總體減少了79.77％。
實施例3先以5攝氏度的溫度增加把促進區和蒸汽區分別加熱到高達900攝氏度和550攝氏度。把10克煤碾碎至-72目SB，並加入反應區。把9g鐵和1g銅的切屑放在催化室中。蒸汽在圓底燒瓶中產生並通過反應器。當爐溫達到900攝氏度時，蒸汽在該溫度下保持1小時。放出的氣體通過一系列裝有加氨的氯化鎘溶液的起泡器，在起泡器內形成硫化鎘的黃色沉澱。冷卻爐子至室溫，排出產物焦煤/焦炭。初始煤中含有5.39％的有機硫，經過上述過程後，有機硫含量減少到1.51％，因此有機硫總體減少了71.98％。
實施例4先以5攝氏度的溫度增加把促進區和蒸汽區分別加熱到高達600攝氏度和400攝氏度。把10克煤碾碎至-72目BS，並加入反應區。把9g鐵和1g銅的切屑放在催化室中。蒸汽在圓底燒瓶中產生並通過反應器。當爐溫達到900攝氏度時，蒸汽在該溫度保持1小時。放出的氣體通過一系列裝有加氨的氯化鎘溶液的起泡器，在起泡器內形成硫化鎘的黃色沉澱。冷卻爐子至室溫，排出產物焦煤/焦炭。初始煤中含有3.24％的有機硫，經過上述過程後，有機硫含量減少到2.32％，因此有機硫總體減少了28.39％。
本發明的主要優點是1.本方法非常簡單且環境友好。
2.本方法涉及到的材料是最常用的，因而成本低廉。
權利要求
1.一種用於減少高硫煤中有機硫的設備，所述設備包括主要由三個加熱區組成的反應器，所述加熱區比如有能夠使溫度保持在450～500℃範圍的蒸汽加熱區、能夠使溫度約保持在950～1100℃範圍的促進區和能夠使溫度保持在900～950℃溫度範圍的反應區，所述反應器被放置在能為所述反應器提供上述溫度區的管狀爐內，所述內置有反應器的爐子被封閉在可移動的柜子中，所述反應器和爐子裝備有能量調節器和指示器。
2.如權利要求1所述的設備，其中管狀爐由矽線石構成並以石英毛保溫。
3.一種用於從高硫煤中除去有機硫的方法，該方法使用如權利要求1-2中所述的設備，所述方法包括如下步驟在1100±50攝氏度的溫度範圍加熱促進區(含有促進劑)，以及在450至500攝氏度範圍的溫度下加熱蒸汽區；將進入的煤碾碎至-72目BS，並加入反應區；蒸汽在燒瓶中產生並通過反應器，所述燒瓶優選由玻璃製成；在蒸汽達到約900攝氏度溫度之後，在900攝氏度溫度下保持約1小時；從反應器放出的氣體通過一系列裝有加氨的氯化鎘溶液的起泡器，所述起泡器優選由玻璃製成；冷卻爐子至室溫，放出產物焦煤/焦炭。
4.如權利要求3中所述的方法，其中所用的促進劑是比例為1∶9的銅鐵切屑混合物。
5.如權利要求2-4中所述的方法，其中在促進區和反應區的升溫速率為每分鐘5攝氏度。
6.如權利要求2-5中所述的方法，其中通過所述方法從煤中除去約80％的硫。
全文摘要
本發明涉及從高硫煤中減少有機硫的設備及其方法，該設備包括管狀爐，該管狀爐由矽線石構成並以石英毛保溫，管狀爐有三個加熱區，即蒸汽加熱區、反應區和促進區，其中促進區(含有促進劑)的溫度在1100±50攝氏度的溫度範圍內，蒸汽區的溫度在400至500攝氏度的溫度範圍內。
文檔編號B01J19/24GK1768126SQ200480009108
公開日2006年5月3日 申請日期2004年3月31日 優先權日2003年3月31日
發明者A·阿里, A·巴塔查裡亞, S·班納吉, D·N·蒂瓦裡, S·K·哈斯拉, R·S·亞達夫 申請人:科學與工業研究委員會