[发明专利]一种高硫煤脱硫的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一系列煤脱硫所需的催化剂，应用于冶金、材料、化工及环保技术领域。

背景技术

煤是是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。中国煤储量巨大，目前是国内第一大能源来源。但国内产的煤硫含量不一，从0.2wt.%-9wt.%变化幅度较大，其中超过30%的煤为硫含量大于3wt.%的高硫煤。而且随着低硫煤的过度使用和日益枯竭。如何环保的利用高硫煤成为目前亟待解决的问题。

煤的脱硫主要是采用三种形式：使用前脱硫，使用中脱硫和使用后脱硫。使用中脱硫和使用后脱硫主要是针对煤作为燃料燃烧时的处理形式。但随着科技进步，煤作为廉价的优质炭素制品原料的优势日益突出，越来越多的行业探索采用煤来替代石油焦、天然石墨等作为炭素制品的生产原料。但硫元素是炭素制品中危害最大的元素，想要利用高硫煤来生产制造优质的炭素制品首先就要将煤在原料阶段时对其进行脱硫处理。

公开专利申请CN104099153A公开的脱硫剂由特种乳化剂、分散剂、清洗剂和络合剂及渗透剂按照一定的比例经科学复配加工而成。根据煤炭燃烧反应机理，在洗煤脱硫设备中加入络合洗煤脱硫剂组合物，通过氧化、催化和金属离子交换等作用，将煤中的无机硫和有机硫化物等有害物质通过化学反应形成易溶于水的硫化物。

公开专利申请CN104673428A公开的是一种煤燃前脱硫剂及脱硫方法，采用固液混合脱硫剂，其在煤炭燃烧前对煤炭中的硫进行脱离；磷酸钙的比重为：8％-12％，石灰石83％-90％，有机试剂，在本实施例中为乙醇，乙醇的重量比为15％-20％；水的重量比为10％-15％；氧气含量与磷的摩尔比为4∶1-4.5∶1，氮气与氧气的体积比例为1∶2.5-1∶3。

公开专利申请CN101831341A公开了一种煤炭处理技术领域的精煤的脱硫方法,通过将颗粒煤样与液体媒介混合后加入金属氢化物进行还原脱硫。

公开专利申请CN104611087A公开了一种石油焦脱硫的方法。方法相同，但针对和需要保护的对象（煤、石油焦）不同。且煤因为与石油焦结构不同，一种为矿物质，一种为石油的冶炼副产品，是半成品。煤自身结构里面空隙非常少，与石油焦多孔的结构不同，因此煤在简单氨气气氛脱硫中不会有很好的效果，必须加入催化剂活化。

其它相近专利与以上四种举例类似，涉及到氨气脱硫的多数是采用氨气处理含硫烟气的燃后脱硫技术，涉及到脱硫剂发明的多是为了在煤的燃烧处理方面的应用。

发明内容

本发明的目的是针对优质原料紧缺的炭素行业背景及上述专利的不足，提供了一种将高硫煤脱硫的方法。脱硫率最高可达70%以上。

具体实施过程如下：先将煤破碎成1mm及以下并与0.1mm粒级及以下的复合催化剂混合，煤粉和复合催化剂的质量比为（10000-100）：1，然后再通入氨气，同时升温至700-900℃并保温30-120min脱硫；所述的复合催化剂是采用粒度小于或等于0.1mm的NiS，MoS₂和CoS粉末状颗粒，NiS，MoS₂和CoS质量比为1：（0.3-0.5）：（0.1-0.2）。

进一步的，其中催化剂粒度小于或等于0.075mm。

进一步的，其中煤颗粒与催化剂混合的比例为（5000-1000）：1。

进一步的，其中煤颗粒的粒度为0.5mm及以下。

进一步的，其中所述的脱硫温度为750-850℃，保温时间为30-60min。

进一步的，其中氨气压力大于等于0.101MPa。

进一步的，其中氨气与煤中硫分的反应原理大致是氨气在反应温度（700-1000℃）会释放还原性氢原子，并且煤中的硫部分是以噻吩类，硫醚和硫砜为主的有机硫形式存在。该还原性氢原子和煤中C-C键相较会优先与焦中C-S键反应。另外以FeS、硫酸盐和亚硫酸盐形式存在于煤中的无机硫，也会在活性氢存在的情况下先反应生成硫单质，再生成硫化氢气体排出。依照以上脱硫机理煤中的绝大多数硫就会被氨气反应脱除。