[发明专利]包括脱硫的制备无灰煤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括脱硫步骤的制备无灰煤的方法，具体地，涉及使用石化能源领域中的热溶剂提取步骤和提纯技术的制备无灰煤的方法。更具体地，本发明涉及一种无灰煤的制备方法，其中，使用热溶剂提取步骤分离包含在煤(包括劣质煤)中的有机物质和可燃物质，并使用脱硫步骤去除包含在溶解的有机物质中的硫化合物。

背景技术

在使用煤的发电厂中，通过源自在燃烧炉的上端提供的水冷壁(waterwall)的燃烧热使水蒸发以形成蒸汽，并且所述蒸汽驱动涡轮，从而产生电力。在这个过程中，存在于煤中的约10-15％的灰(或无机物质)在高温下附着到水冷壁管(water wall tube)的表面的现象称为结渣(slagging)，而且所述灰附着到在锅炉的后端提供的低温热交换器的现象称为积垢(fouling)。

所述结渣和积垢抑制燃烧热的传递，从而降低了热效率。当煤不包含灰时，这种结渣或积垢不会发生，由此传热效率提高，因此大大提高发电效率。而且，当将这种现象应用于常规的煤发电厂时，由于发电效率提高，可以减少由发电厂产生的CO2的量，而且锅炉可以设计成具有小尺寸的。

在煤燃烧的过程中，煤灰变成具有平均颗粒尺寸为约5微米的细小颗粒，并且所述细小颗粒在通过高炉之后转变成粉煤灰(fly ash)。这种粉煤灰通过静电除尘器(ESP)收集，传送至灰池，然后进行处理。因此，导致关于处理所述粉煤灰的费用。

另外，煤灰包括非常少量的有害的重金属如水银、砷、镉等。这些重金属因为是由具有颗粒尺寸为1微米以下的超细粉尘形成的，并且向空气中放电，因此是对人体有害的。

因此，已经尝试通过从煤中去除灰(或有机物质)的用于制备无灰煤的技术和通过在发电厂的燃气涡轮中直接燃烧无灰煤提高发电效率的研究。

通常情况下，制备无灰煤的方法包括用酸或碱溶液从煤中提取灰的方法和用有机溶剂从煤中提取有机成分或可燃成分的方法。

在所述用酸或碱溶液从煤中提取灰的方法中，产品含有0.2重量％以上的灰，然而，在所述用有机溶剂从煤中提取有机成分或可燃成分的方法中，产品含有约0.02重量％的灰。因此，当使用所述用有机溶剂从煤中提取有机成分或可燃成分的方法时，可以制得非常纯的无灰煤。

在所述后一种方法中，灰含量可以大大的降低，但是硫化合物没有去除。当煤燃烧时，包含在残留的有机成分中的灰中的碱金属离子(Na、K等)与硫化合物反应以形成高腐蚀性的化合物如硫酸钠等，且所述高腐蚀性的化合物粘附在内燃机和涡轮叶片，从而导致腐蚀和剥落。

因此，为了在燃气涡轮中直接燃烧煤粉末，将从煤中提取灰的步骤与从有机成分中去除硫化合物的步骤结合实施在经济上是有利的。

然而，在制备无灰煤的常规方法中，用溶剂从煤中提取有机成分的提取步骤不是与用于从有机成分中去除硫化合物的脱硫步骤结合实施的。

在下文中，将结合图6描述制备无灰煤的常规方法。

图6为表示制备无灰煤的常规方法的方框图。如图6所示，在这种常规的方法中，煤和溶剂放在浆体制备罐1中以制备浆体，然后将所述浆体预热至约150℃的温度以从中去除水。接着，脱水后的浆体传送到提取反应器2。在所述浆体的提取反应之后，使所述浆体在分离器3中重力沉淀，从而分离成溶解的有机成分和不能溶解的颗粒物质。然后，用过滤器4从溶解的有机成分中去除细小颗粒。接着，通过碱金属离子去除单元7从过滤后的液体有机成分中去除碱金属离子。最后，通过干燥器5对已经通过所述碱金属离子去除单元7的液体有机成分进行干燥，以获得无灰煤。参考数字6表示经过重力沉淀、通过所述干燥器5干燥并之后排出的残留煤。

发明内容

因此，形成本发明以解决上述问题，而且，本发明的目的是提供制备无灰煤的方法，其中，使用热溶剂提取步骤从煤中分离有机成分，以获得具有低灰含量的无灰煤。

本发明的另一个目的是提供制备无灰煤的方法，该方法包括提取步骤和脱硫步骤，所述提取步骤用于使用溶剂从煤中提取有机成分，所述脱硫步骤用于从所述有机成分中去除硫化合物。

本发明的再一个目的是提供制备无灰煤的方法，其中，使煤(包括亚烟煤和褐煤)与溶剂混合，在300℃以上的温度下用超声波从煤中提取有机成分(或可燃成分)，然后进行溶解，使溶解的有机成分与不能溶解的颗粒物质分离，然后用吸附剂或活性碳从所述溶解的有机成分去除硫化合物。