[发明专利]一种煤的脱碱方法

说明书

本发明公开了一种煤的脱碱方法，包括以下步骤：(1)将待脱碱的原煤进行破碎，得到煤粉；(2)将步骤(1)中得到的煤粉与洗脱液进行混合，得到煤水混合液，所述洗脱液为水溶性有机溶剂的水溶液，其中水溶性有机溶剂的体积分数在5％至20％之间；(3)向步骤(2)中得到的煤水混合液通入含二氧化碳的气体，在20～60℃下搅拌浸洗3～24小时，使得二氧化碳过量；(4)将经步骤(3)处理的煤水混合液进行固液分离，得到的固形物干燥后即为脱碱煤。本方法脱碱效果好，反应条件温和，工艺简单，成本低廉。

技术领域

本发明属于煤燃烧领域，更具体地，涉及一种煤的脱碱方法。

背景技术

碱金属和碱土金属化合物广泛分布于煤中，其中又以含钠和含钙的化合物占绝大多数。已有研究表明，煤中的碱金属和碱土金属化合物含量过高会给这类煤的燃用带来一系列的问题，譬如积灰、沾污以及结渣，极大影响了电站锅炉的安全经济运行。作为典型的次烟煤，准东煤的这一特征表现得尤为明显，其煤灰熔点低，灰中钠、钙含量较高，尤其是其中的钠含量高达4％以上，远超出目前我国国内动力用煤的含钠平均水平(低于1％，以灰分计)。

随着我国经济的持续飞速发展，能源需求特别是对电力的需求与日俱增，合适的动力煤炭资源短缺问题也愈发严重。已发现的准东煤田蕴藏着3900亿吨煤炭资源，且准东煤具有燃点低、燃尽性能优良、灰分含量极低、燃烧稳定性强等优点，是非常可靠的优质动力煤煤源，可在很大程度上缓解我国动力用煤短缺的问题。

众多学者研究发现，存在于煤中的碱金属是导致锅炉内沾污结渣等问题的根本原因(岑可法等.锅炉和热交换器的积灰、结渣、磨损和腐蚀的防止原理与计算.北京：科学出版社，1993：237-265.)。现有的解决办法主要是掺烧沾污性弱的煤种、锅炉选型改造及使用添加剂等(张守玉等.高钠煤燃烧利用现状.中国电机工程学报.2013(5)：1-12.)，这些方法只能减缓沾污结渣等问题的出现，无法从根本上解决问题，严重限制了高碱煤的规模化利用，致使我国准东煤的优势难以得到充分发挥。因此，研发在入炉前处理以降低甚或完全脱除高碱煤中的碱金属和碱土金属的技术显得尤为重要。

目前，较为有效的脱除煤中碱金属和碱土金属的预处理措施主要有水溶液浸洗法和酸浸洗法(如盐酸或硝酸等)。前者只能除掉煤中水溶性的碱金属化合物，而对已被证实的对燃煤沾污结渣影响最大的有机类碱金属化合物起不到作用，所以效果有待提升。后者的脱除效果极佳，能脱除煤中大部分的碱金属和碱土金属化合物，但是盐酸或硝酸等使用成本高昂且会带来严重的腐蚀及环境污染问题，很显然其并不适用于实际工业化应用。中国专利文件CN 201310460315.X公开了一种新疆高钠煤脱钠方法，此方法使用一种自制洗涤溶液进行了准东煤燃前脱钠提质处理，试验结果表明在合适的工艺条件下可将内部孔隙结构不发达的准东煤中的钠含量脱除73.75％，使其降至2％(以灰分计)。但其工艺中包含高温加压洗涤和高温搅拌等步骤，操作复杂且成本较高，不适合工业上的大规模快速处理。为此，开发一种操作简单、条件温和、高效经济的高碱煤燃前脱碱技术是十分必要的。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种煤的脱碱方法，其目的在于通过二氧化碳和洗脱液的共同作用，在温和条件下，即能有效增加碱金属化合物的浸出，特别是有机类碱金属化合物的浸出，从而有效脱碱，由此解决现有技术脱碱效果不佳或者反应条件苛刻、成本高的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种煤的脱碱方法，包括以下步骤：

(1)将待脱碱的原煤进行破碎，得到煤粉；

(2)将步骤(1)中得到的煤粉与洗脱液进行混合，得到煤水混合液，所述洗脱液为水溶性有机溶剂的水溶液，其中水溶性有机溶剂的体积分数在5％至20％之间；

(3)向步骤(2)中得到的煤水混合液通入含二氧化碳的气体，在20～60℃下搅拌浸洗3～24小时，使得二氧化碳过量；