孝义煤电化学脱硫研究__电解体系的研究
电石渣制备消石灰在烟气脱硫中的应用研究
电石渣制备消石灰在烟气脱硫中的应用研究摘要：随着发展迅速，电石工业也面临着难得的发展机遇。
我国是世界化工行业的投资热点，随着国民经济总量的增长和人民生活水平的提高，国内市场对聚氯乙烯、醋酸乙烯/聚乙烯醇、石灰氯等电石下游产品的需求量将稳步增长。
由于我国石油资源相对短缺，而煤炭资源则相对丰富，电石行业能够为节能环保作出一定贡献，这决定了电石行业在满足下游需求方面仍将发挥不可替代的作用。
随着科技的发展，电石行业正在向着高质量的方向发展，且安全性逐步得到稳固。
关键词：电石渣制备；消石灰；烟气脱硫；应用研究引言电石渣是电石法生产PVC的工业废弃物，根据乙炔生产技术不同，产生湿排电石渣和干排电石渣，两者主要成分均为氢氧化钙，但含水率不同。
据统计，目前我国PVC生产企业104家，每年电石渣排放量超过2000万t。
电石渣的主要成分氢氧化钙，正是干法烟气脱硫所需的吸收剂，如能利用电石渣取代氢氧化钙作为烟气脱硫吸收剂，不仅变废为宝，也能节约石灰石资源，实现循环经济。
1消石灰制备与供应系统的主要原理和组成1.1消石灰制备系统的工作原理消石灰制备的基本工作原理就是将粉状生石灰，通过与适量的水进行混合，在消化器内完成化学反应，形成消石灰。
在消化的过程中，会产生大量的热，以及产生扬尘等问题，都需要分别采取相应措施进行处理。
加入的水量，必须进行精细化调节，水量过多或过少，均会导致制取质量不佳，影响消石灰的品质。
该过程的化学反应式主要是CaO+H2O→Ca(OH)2。
生石灰和消石灰均为粉状物，为了后续的反应效果，其细度有一定的要求，一般要达到100目以上，一般采用密闭的气力输送的方式进行运输。
1.2消石灰制备与供应系统的组成结构消石灰制备系统一般由仓体、仓顶除尘器、螺旋给料机、皮带式给料机、旋转给料器、消化器、消化水泵、消化水箱、流化风机等主要设备，以及相关配套的管道、阀门和膨胀节和电气和仪控等远程智能化的控制系统组成。
消石灰制备的整体工艺流程：采购的粉状生石灰通过压缩空气输送到生石灰仓内，制备过程中，粉状生石灰通过螺旋给料机后进入到皮带式给料机，进行定量给料；然后进入旋转给料器，该旋转给料器采用固定的转速给料，可以控制下料速度保持稳定；之后进入消化器内，一般采用三层消化器，每一层消化器都采用螺旋桨式叶片推动灰的前进，与此同时每层分别通过水喷嘴进行给水，给水量根据消化器内部实时温度而变化；经过消化器之后，绝大部分生石灰就反应成了消石灰，通过底部的罗茨风机采用气力输送将产物输送到消石灰仓内。
IGCC电站脱硫系统MDEA溶液劣化问题研究
第48卷第6期2020年12月Vol.48 No.6Dec. 2020煤化工Coal Chemical IndustryIGCC 电站脱硫系统MDEA 溶液劣化问题研究康建邦，王相平，李金杰,敦启孟，范 旭，王 孟，刘 超（华能（天津）煤气化发电有限公司，天津300452）摘 要 针对IGCC 电站脱硫系统采用的MDEA 湿法脱硫技术在实际运行中出现的MDEA 溶液劣化问题，进行了原因分析，认为合成气中的HCN 、NH3等组分导致了 MDEA 溶液中热稳定性盐的产生，增加了药品消耗、降低了脱硫效 率、造成了设备腐蚀。
通过增加合成气低温水洗装置,很大程度上去除了粗合成气中的杂质组分，显著缓解了 MDEA溶液的劣化现象;在较低的MDEA 劣化速率下，通过引入电渗析除盐装置、增加活性炭过滤器、降低再生塔加热器热 源温度等措施,最终保证了脱硫效率、降低了药品消耗,实现了脱硫装置安全、经济、稳定运行。
关键词IGCC ,脱硫系统,MDEA 溶液,热稳定性盐，水洗，电渗析,活性炭过滤器,热源温度文章编号:1005-9598 （2020） -06-0041-05 中图分类号:TM611.31 文献标识码：A天津IGCC 电站是我国第一座IGCC 示范电站，装 机容量为265 MW,主要由空分、煤气化、合成气净化和 燃气-蒸汽联合循环系统构成。
煤气化技术是IGCC的核心技术之一，机组所使用的气化炉是我国自主 研发的两段式干煤粉气化炉，气化炉设计耗煤量为2 000 t/do 通常情况下，IGCC 电站气化炉所产生的粗合成气中主要成分包含C0、H2、N2、C02、CH4等，同时还 包含C0S 、NH3、02、H2S 、HCN 等杂质〔t,这些杂质对脱硫系统产生了很大的干扰,增加了脱硫系统药品的消耗量、降低了脱硫效率、造成了设备腐蚀。
本文从工艺的角度对IGCC 电站脱硫系统进行优化改造，很大程度上缓解了 MDEA （N-甲基二乙醇胺）溶液的劣化现象，可供同类流程下的脱硫装置参考与借鉴。
液相生化法烟气脱硫试验研究_secret
液相生化法烟气脱硫试验研究摘要：本文把微生物技术与化工技术结合，提出液相生化法烟气脱硫的构想。
经过近一年的室内空白实验、原理实验、条件实验，证实我们发现、培养的微生物DYB具有参与硫素转化的功能，同时作为电厂废弃物粉煤灰可以提供过渡金属氧化物，能起到催化氧化的作用。
将二者在一定的酸度下有机结合，能够达到烟气脱硫的目的。
该法又经过近半年的电厂中间试验，从设备以及实验条件，包括DYB菌数、Fe3＋浓度、PH值、液气比L/G、进气SO2浓度等条件进行了进一步优化，从而为液相生化法烟气脱硫的工业化试验积累了可靠的经验与数据。
关键字：液相生化法烟气脱硫试验研究燃煤锅炉的烟气污染是大气污染的主要污染源，是环境治理的主要对象．因现有治理技术投资大，运行费用高，使得烟气治理困难重重．因此，探索新的烟气脱硫途径，确保电力工业的可持续发展，已成为科技工作者竞相攻克的难关．鉴于此目的，我们在充分消化吸收国内外烟气脱硫技术的基础上，把微生物技术与化工技术结合起来，提出了液相生化法烟气脱硫的崭新构想。
1 生化法脱硫机理生化法脱硫的原理涉及两个方面：一是微生物脱硫机理，一是过渡金属离子的催化氧化机理．前者是微生物参与硫素循环的各个过程，将无机还原态硫氧化成硫酸，同时完成过渡金属离子由低价态向高价态转化的过程；后者是利用过渡金属高价离子的强氧化性在溶液中的电子转移，将亚硫酸氧化成硫酸．二者相互依赖、相互补充，达到脱硫的目的．1.1 微生物法脱硫的机理目前，微生物脱硫机理的研究，提出了许多假说，比较成熟的有两种：直接氧化作用和间接氧化作用[2]．其中间接氧化是将溶液中的亚铁离子氧化为高铁离子(细菌的作用)，高铁离子再氧化酸性废气(化学氧化)，本身被还原为亚铁离子，实现可逆循环[3]脱硫，机理如下：2FeSO4+1/202+H2S04Fe2(SO)3+H20 (1)H2S+Fe2(SO4)32FeSO4+H2SO4+S (2) 利用上述原理进行工业废气H2S的脱除，已有不少研究，应用于锅炉烟气SO2的脱除还未见报道．锅炉烟气中的硫化物主要是SO2，SO2的还原性不及H2S．但SO2的溶水性很好，在水溶液中可以引起连锁化学反应，即：S02+H2O→H2SO3，(3)H2SO3→ H＋+ HSO33-(4)HSO3- → H＋+SO32-(5) 由上面化学反应看出，溶液中酸度的增高不利于SO2的溶解和脱除．而我们用粉煤灰制成的悬浮液，充分与烟气交换，一方面溶液中的Fe3＋可直接将SO2氧化成硫酸，Fe3＋自身还原成Fe2＋离子；另一方面溶液可以将S02带下，在pH=2.0～4.5的溶液中，由微生物进行脱硫处理，同时把H+变成H2O，把Fe2+又转化为Fe3+离子，以维持吸收液的循环，达到脱硫的目的。
脱硫技术研究进展
硫 化 氨 是 种 刺 激 体 ，广 泛 仃 在 ｆ烁』 气 、 天然 气 、 Ｉ ｋ ， 一 水煤气、 合成气等工业气体及废气 中， 是一种强烈的神经毒物 ， 能 直 接 危 害 人体 的健 康 。 此 外 ，硫 化 氢在 有 氧 或 湿热 条件 下 ， 会 严 重 腐 蚀 金属 管 道 、 毁仪 器 设 备及 计量 仪 表 等 。 直 接 排 烧 若
Ｔｈｅ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｐｒ ｇ ｅ ｓｏ ｓ ｐｈｕ ｉ ａ ｉ ｎ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ｓ ｆＤｅ ｕｌ ｒ ｚ ｔＯ ｃ ｎｏ ｏ ｙ
Ｚｈ ｎｇ Ｇｕ ｍ ｉ ａ ｏ ｎ
（ Ｎ Ｃ Ｃ ａ Ｃ ｅ ｃ ｌｎ ｕｔ ｏ ａ ｙ Ｙ ｎｈ ａ ５ ４ ， ｈｎ ） Ｓ Ｃ ｏ ｌ ｈ ｍｉａ Ｉｄ ｓ ｙＣ ｍｐ ｎ ， ｉｃ ｕ ｎ７ １ Ｃ ｉａ ｒ １ １
硫 技术 未来 的发 展方 向 ，传统 的脱 硫技 术无 法满 足节 能环 保 的要求 ，一 些新 型 的脱硫 方法 必将 成为 研究 的热 点 。 ［ 关键词 】 氢 ；氧化 脱硫 ；吸收 脱硫 ；吸 附脱硫 硫化
Ｉ 图分 类号］ ５ 中 Ｘ ｆ 文献 标识 码］ Ａ ｆ 文章 编号 ］０ ７ １ ６ （０ ０ —０ ４ ０ １ ０ — ８ ５２ ）４０ ４ － ２ ｔ １
２ １ 年 笫 ４期 ０１
４ ４ ｆ ｇ ｃ ｅ Ｃ Ｉ ‘ ｄ ｈ ｍ．ＯＩ 展
张 国敏 （ 神华 宁 夏煤业 集 团煤炭 化 学工业 分公 司 ，宁夏 银 川 ７ １） ５４ 】 １
［ 要】 氯 是一种 物色 有 臭鸡 蛋气 味的剧 毒气 体 ，严藏 的污 染环境 ，危 害人 类健康 ，如何 脱 出硫 化氧 成为 人们广 泛 研究 的课题 。文章 介 摘 硫化 绍 了 目前废 水 、废 气 中硫化 氢 的脱 除方 法 ，特点 及 发展现 状 。重 点介 绍了氧 化 脱硫 与 吸收脱硫 的 洋细 分类 ，优 缺 点及适 用 范 围。最 后指 出 了脱
汽油电化学催化氧化脱硫
汽油电化学催化氧化脱硫
王文波;汪树军;刘红研;张伟;王义刚
【期刊名称】《化工学报》
【年(卷),期】2006(57)12
【摘要】采用一种新型的电化学催化氧化方法,研究了在碱性电解体系中汽油脱硫的规律.结果表明:在碱性电解体系中汽油电解催化氧化脱硫的理论分解电压范围为0.5～1.5 V;适宜的电解条件为:分解电压1.90 V,碱液浓度1.0 mol·L-1,油/电解液进料体积比1/3,搅拌速度300 r·min-1,适宜温度50℃,电流密度155 mA·cm-2,进料流速200 ml·min-1.在此条件下油品硫含量从310 μg·g-1下降到120 μg·g-1左右,且对油品的主要性质没有影响.
【总页数】7页(P3033-3039)
【作者】王文波;汪树军;刘红研;张伟;王义刚
【作者单位】中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室;中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室;化学科学与工程学院,北京,102249;中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室;中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】O646;TE624
【相关文献】
1.酸性电解体系中汽油电化学催化氧化脱硫动力学研究 [J], 王文波;陈晓春
2.汽油电化学催化氧化脱硫——酸性电解体系的筛选 [J], 汪远昊;王文波;刘红研;
王振新
3.碳载CeO2粒子群扩展阳极用于汽油电化学催化氧化脱硫 [J], 王文波;汪树军;张静;汪远昊;刘红研
4.离子液体中钨酸盐催化氧化模拟汽油脱硫研究 [J], 李戎;张新梅;;
5.汽油电化学催化氧化脱硫机理探索 [J], 王文波;陈晓春
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燃煤发电厂脱硫废水零排放处理技术的研究进展
燃煤发电厂脱硫废水零排放处理技术的研究进展发布时间：2022-11-14T07:04:55.172Z 来源：《中国电业与能源》2022年第13期作者： .张兰[导读] 随着社会的发展，人们对生存环境的要求越来越高，对城市空气质量的要求也日益严格。
张兰陕西渭河发电有限公司辅控中心陕西咸阳 712085摘要：随着社会的发展，人们对生存环境的要求越来越高，对城市空气质量的要求也日益严格。
火电厂排放的二氧化硫空气污染物，严重威胁人类健康。
为了减少烟气中二氧化硫的排放，许多烟气脱硫工艺应运而生，石灰石-石膏湿法脱硫工艺因其脱硫效率高、吸收剂价廉易得、设备运行安全可靠、适用煤种范围广等诸多优点，迅速占据市场并成为当前行业内工法成熟、应用普遍的主流二氧化硫脱除技术，约占我国火电发电厂已安装总脱硫机组容量的90%。
然而，石灰石-石膏法工艺在运行过程中，飞灰中含有的颗粒物、重金属、氯离子等污染物会不断在脱硫浆液中富集，随着浆液浓度增大会导致浆液中毒、腐蚀设备、脱硫效率降低等一系列问题。
为了保证脱硫系统的正常运行，需要对脱硫系统中高浓度脱硫废水定期外排及处理。
关键词：燃煤发电厂；脱硫废水1 引言废水零排放概念是经济发达国家于1970年代提出，之后一直被研究和应用，目前仍在不断发展。
废水零排放是指工业废水被不断浓缩处理，水中高浓度的盐类和污染物经处理后以固体形式被回收利用，此过程无废水外排。
随着我国法律法规及行业标准的日益严格，如“水十条”的正式施行，作为用水大户的火电厂实施废水零排放需求越来越迫切。
其中，由于脱硫废水组分复杂且水质极差的特征，容易对环境和系统设备造成严重影响，使其成为电厂脱硫系统终端最难处理的废水。
所以若要实现全厂废水的“零排放”这一工程目标，其核心关键就是解决脱硫废水“零排放”的问题。
因此，探索出一条经济成本低，技术成熟的脱硫废水零排放技术路线已经迫在眉睫。
2 脱硫废水的特征及产生情况脱硫废水的水质指标状况主要受到脱硫工艺系统、燃煤成分及吸附剂品质，吸收塔上游污染物控制设备以及后期脱水设备等影响。
211237934_电催化氧化处理脱硫废水COD的试验研究
DOI ：10.19965/ki.iwt.2022-0646第 43 卷第 5 期2023年 5 月Vol.43 No.5May ，2023工业水处理Industrial Water Treatment 电催化氧化处理脱硫废水COD 的试验研究武宇鹏，房慧，刘潇冉，张玉蕾（太原科技大学环境与资源学院，山西太原 030024）[ 摘要 ] 燃煤电厂脱硫废水成分复杂，COD 来源主要为亚硫酸盐和连二硫酸盐等还原性无机物。
此外，脱硫废水中的Cl -浓度很高，在降解COD 时会形成较大干扰。
电催化氧化法在工业废水处理中的应用较多，但较少应用于脱硫废水。
尝试采用钌铱、铂金、掺硼金刚石（BDD ）这3种不同材料作为阳极极板，电催化氧化处理脱硫废水COD 。
首先筛选出最佳极板材料，再用单因素实验方法确定响应面分析实验条件，采用BBD （Box -Behnken Design ）法设计实验并分析极板间距、电压、反应时间的交互影响作用，最后研究SO 42-和Cl -对电催化氧化处理脱硫废水COD 的影响。
结果表明，BDD 极板对于脱硫废水的电催化氧化性最强，最佳反应条件：极板间距为1.52 cm ，电压为25 V ，反应时间为40 min 。
此时COD 去除率最高，为87.1%。
适当质量浓度的SO 42-和Cl -在溶液中可起到促进氧化的作用，但当SO 42-和Cl -分别超过8 000 mg/L 和5 000 mg/L 时会抑制COD 的去除效果。
［关键词］ 脱硫废水；化学需氧量；电催化氧化［中图分类号］ X703.1 ［文献标识码］A ［文章编号］ 1005-829X （2023）05-0122-07Experimental study on COD treatment of desulphurizationwastewater by electrocatalytic oxidationWU Yupeng ，FANG Hui ，LIU Xiaoran ，ZHANG Yulei（College of Environment and Resources ，Taiyuan University of Science and Technology ，Taiyuan 030024，China ）Abstract ：Desulphurization wastewater from coal -fired power plants is complicated in composition. The main chemical oxygen demand （COD ） are from reductive inorganic substances such as sulfites and dithionate. In addition ，the content of chloride ions in desulfurization wastewater is very high ，which can affect COD removal of desulfurization wastewater ，so it is difficult to degrade the COD of desulfurization wastewater. Electrocatalytic oxidation is widely used in industrial wastewater treatment ，but rarely used in desulfurization wastewater. In this study ，three different materials including ruthenium -iridium ，platinum and boron -doped diamond （BDD ） were used as anode plates to treat COD from desul⁃phurization wastewater by electrocatalytic oxidation. Firstly ，the optimal plate material was selected ，and then the response surface analysis experimental conditions were determined by single factor experiment method. BBD （Box -Behnken Design ） method was used to design experiments and analyze the interaction between plate spacing ，voltage and reaction time. Finally ，the influence of sulfate radical and chloride ion on electrocatalytic oxidation treatment of COD in desulfurization wastewater was experimentally studied. The results showed that BDD electrode had the strongest electrocatalytic oxidationfor desulfurization wastewater ，and the best reaction conditions were as follows ：plate spacing 1.52 cm ，voltage 25 V ，reaction time 40 min. Under these conditions ，the COD removal rate was the highest ，which was 87.1%. Appropriate concentration of sulfate and chloride ions can promote oxidation in the solution ，but when the concentration of sulfate and chloride ions exceed 8 000 mg/L and 5 000 mg/L ，respectively ，the removal effect of COD was inhibited.Key words ：desulfurization wastewater ；COD ；electrocatalytic oxidation我国当前电源结构仍以燃煤火力发电为主〔1〕，大多数燃煤电厂均采用湿法脱硫工艺去除SO 2，由此排出的脱硫废水成分复杂，水质恶劣，直接排放到环境中危害巨大〔2〕。
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© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net第25卷第2期燃 料 化 学 学 报
Vol125 No1
2
1997年4 月JOURNALOFFUELCHEMISTRYANDTECHNOLOGYApr1 1997
孝义煤电化学脱硫研究Ξ
1电解体系的研究
刘旭光 李 静 巩志坚 王志忠(太原工业大学,太原030024)
摘 要 对孝义煤在不同电解体系中的脱硫率进行了考察。对不同电解气氛和不同助剂的影响进行了研究。发现NaOH和H2SO4均是较好的脱硫体系,Cl对电解脱硫有明显的促进作用,但对煤质的破坏程度很大。对煤的电解脱硫规律的研究表明,碱性体系中的电解反应为包括脱硫反应的综合反应,对煤为一级,表观活化能为41188kJmol。关键词 煤,电解,脱硫
煤的电化学脱硫技术既能克服物理法、化学法、生物法等[1]脱硫方法中的缺点,又能达到较好的脱硫效果,正在引起煤化学专家们的兴趣。这一技术是借助于煤在电解槽中发生的氧化或还原反应,将黄铁矿硫和有机硫转化为水溶性硫化物而达到脱硫的目的。Sternberg等[2,3]曾经于六十年代对煤的电解还原脱硫进行过研究,认为只有在多数芳环加氢之后才可能脱硫。七十年代以后,Lalvani等对煤的氧化脱硫等进行了大量研究[4～10],并取得了很好的效果。本文即
是在此基础上,探讨适合山西煤电解脱硫的适宜体系和适宜条件。
1 实 验111 原料和试剂 实验所用两种煤样分别取自孝义东风煤矿(DFcoal)和王家湾煤矿(WJ
coal)。其元素分析、热值和硫分布分别见表1和表2。
表1 煤样的元素分析和热值Table1 Ultimateanalysisandcalorificvalue ofcoalsamplesSampleContent%CHNTotalsulfurQkJkgDFcoalWJcoal77168781754111514611111131314401923160032010 实验所用化学试剂均为分析纯,水为蒸馏水。表2 煤样的硫分布Table2 Sulfurdistributionofcoalsamples
SampleSulfurcontent%
TotalOrganicPyriteSulfateDFcoalWJcoal3144019221680131017301610103
0100
112 仪器与设备 电解电源由HDV7C恒电位仪提供,电流电位曲线由3086型XY记录仪记录,产物分析用VarioEL元素分析义,DL1双管定硫仪完成。隔离式电解槽的结构以前已有描述[11],参考电极为饱和甘汞电极(SCE)。若电解为非隔
离式,则移去隔离杯,使工作电极和辅助电极共处一室。根据预备实验,用铅和铝作电极材料时腐蚀严重,用石墨作电极效果较好。故本研究所用电极材料为石墨和铂。使用铂电极的目的是保证电极表面良好的重现性,以对各电解体系进行
Ξ收稿日期:19960628
山西省回国留学人员科研项目资助。© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
详细研究。113 电解过程与产物的分离分析 电解在N2气氛下以恒流或恒位方式进行。将一定组成的电解液加入电解槽,同时加入一定量的煤样。开动磁力搅拌器匀速搅拌2h。通入N2,10min后通电电解。电解过程中,保持N2慢速鼓泡。电解结束后,将煤浆全部洗出并过滤,用75℃以上热蒸馏水冲洗至滤液呈中性。所得煤样于105℃真空干燥1h,然后室温干燥12h,进行元素分析。因所得煤样较少,煤样的热值由元素分析结果根据下式计算:
Q(kJkg)=35112C+116058H+6270N+10450S11077O
计算值与实测值之间相对误差小于2%[12]。
2 结果与讨论211 电解体系的考察 不同电解体系中王家湾煤的脱硫率和质量回收率列于表3。脱硫率和质量回收率的计算公式如下:
脱硫率=S1M1S2M2S1M1×100% 质量回收率=M2M1×100%
其中,M1:反应前煤样重量;M2:反应后煤样重量;S1:反应前硫含量;S2:反应后硫含量。通过不同电解体系的对比可以看出:(1)在碱性体系中,含NaOH优于含KOH;(2)无论是酸性体系还是碱性体系,NaCl的加入可大幅度提高脱硫率;(3
)
V2O5、CuCl2、K2Cr2O
7
的加
入对电解脱硫无促进作用;(4
)
FeCl3在HCl体系和在混合酸体系中的作用形成明显对比,当
混合酸体系中加入FeCl3后脱硫率反而降低,其原因还有待研究:(5)磷酸体系和中性盐溶液表3 不同电解体系中王家湾煤的脱硫率和质量回收率Table3 DesulfurizationconversionandrecoveryofWJcoalindifferentelectrolyticsystemscoalcontent:0103gml temperature:323K potential:+210V(vs1SCE)time:4h electrode:graphite
SystemDesulfurization%Recovery%
(1)1molLNaOH291892
(2)1molLNaOH+NaCl341785
(3)1molLNaOH+
V2O
522109012
(4)1molLKOH241994
(5)1molLKOH+KCl281091
(6)1molLKOH+V2O
5211487
(7)15%HCl261388
(8)5%H2SO
4281793
(9)15%HCl+5%H2SO
4331987
(10)15%HCl+5%H2SO4+
FeCl
3211384
(11)15%HCl+
FeCl
3351684
(12)15%HCl+CuCl
2251889
(13)15%HCl+K2Cr2O
7241588
(14)5%H2SO4+NaI291689
(15)1molLNaOH+NaI30139015
(16)2molLNaCl+NaBr22109215
(17)10%H3PO
4131395
(18)ethyldiamine+LiCi29129314
5212期 刘旭光等:孝义煤电化学脱硫研究1 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net体系电解脱硫效果很差;(6)酸性体系的质量回收率均较低,因所有实验均为同一煤种,质量回收率以分析基计,显然是因为部分脱灰所致。在所有的电解体系中,以NaOH+NaCl、HCl+
H2SO4、HCl+FeCl3体系效果最好,NaOH体系、H2SO4体系和唯一的有机体系乙二胺+LiCl体系也可达到较好的脱硫效果。212 电解气氛对脱硫率的影响 因为碱性介质中煤的电化学反应类似于氧气存在下的化学法浸提脱硫,在反应中起主要作用的是HO2、O、HO2、O2、O2等高活性基团[13],故本文模拟
Amers化学脱硫法,对氧气或KMnO4存在下
的电解脱硫进行了考察,结果见表4。表4可以看出,O2和KMnO4的加入对电解有促进作用,显然是O2或KMnO4在电解条件下形成了有利于脱硫反应的高活性自由基。指出,当O2和KMnO4同时存在时,脱硫率反而降低。究其原因,可能是在强氧化条件下,煤中的铁被氧化为氧化铁,包覆了黄铁矿的核芯,
由此使反应速度降低[1]。另外,煤种不同时,脱
表4 电解气氛对脱硫率的影响Table4 Effectofatmosphereondesulfurizationsystem:1molLNaOHcoalcontent:010025gmlcurrentdensity:100mAcm2temperature:343K time:4hSampleAtmosphereDesulfurization%
DFcoalN21815
Air1818O22910
N2,KMnO42210
Air,KMnO42810
O2,KMnO42416
WJcoalN23515
硫率差异很大,由它们的含硫分布可知,东风煤中难以脱除的有机硫含量很高,故脱硫率较低。213 助剂对脱硫率的影响 在酸性体系中,煤在脱硫的同时还可部分脱灰,因此成为电化学洁净煤研究的重点。已经证明,在煤的酸性脱硫机理中,Fe3+Fe2+起着催化剂的作用。那么,添加其它助剂的作用如何就成为近期研究的侧重点。本文考察了五种助剂的影响,结果见表5。 很明显,Cl能大幅度提高煤的脱硫率,
而同为卤离子的Br和I却降低了脱硫率。Fe2(SO4)3和K2Cr2O7也对脱硫有一定的促
进作用。研究表明,Cl明显区别于Br和I的催化作用源于它所独有的如下的循环:
2Cl2e=Cl
2
Cl2+H2OOCl+Cl
OCl+FeS2FeSO4+S+Cl 在化学脱硫的氯解法中,由于氯的使用,
煤质遭到很大破坏。为了考察电化学脱硫中氯的使用对煤质的影响,本文对表5中、、号产物煤样进行了元素分析和热值计算,结果见表6。
表5 助剂对脱硫率的影响Table5 Effectofpromotorondesulfurizationsample:DFcoal coalcontent:010025gmlpromotercontent:2mmolLcurrentdensity:100mAcm2temperature:343K time:4h
No1SystemDesulfurization%
5%H2SO41812
5%H2SO4+NaCl3615
5%H2SO4+NaBr1318
5%H2SO4+NaI1312
5%H2SO4+K2Cr2O72217
5%H2SO4+
Fe
2(SO4)
32214
可以看出,使用卤离子,特别是Cl后,产物煤的C、H含量明显降低,O含量大幅度上升,
热值损失十分严重。由于产物中氧含量很高,产物的膨胀性、粘结性等性能必然恶化。因此,虽然含Cl体系有很好的脱硫效果,但由于其明显的副作用,在以后的研究中,仅选用脱硫效果较好的NaOH或H2SO4体系以及有机体系。
621 燃 料 化 学 学 报 25卷