[发明专利]一种煤炭脱硫并回收单质硫的系统及方法

说明书

本发明提供了一种煤炭脱硫并回收单质硫的系统及方法，该系统包括微波脱硫单元，还包括原煤烘干单元，废气收集单元和单质硫反应单元，原煤烘干单元的出料口与微波脱硫单元的进料口相连，废气收集单元设置于微波脱硫单元的出气口处，单质硫反应单元的进气口分别与原煤烘干单元的出气口和废气收集单元的出气口相连。该系统及方法能够同时对煤炭中的硫进行脱除并回收，处理后的煤炭总含硫量在2.0％以下，硫单质总回收率不低于40％，安全节能，适用于各种煤质中高硫煤的脱硫及硫的回收。

技术领域

本发明属于煤炭清洁化技术领域，涉及一种煤炭脱硫并回收生产单质硫的系统及方法。

背景技术

我国煤炭资源丰富，煤炭中硫含量平均为1.72％，其中高硫煤(S含量≥2.0％，包括高硫煤和中硫煤)探明储量约占煤炭总储量的1/3，占原煤生产的16.67％，具有巨大的潜在应用价值。

高硫煤中蕴藏着巨大的硫资源，2016年我国原煤产量共计33.64吨，按煤中S含量为2.0％计算，高硫煤所含的S含量在1121万吨；2016年我国硫磺产量仅为516万吨，进口硫磺为1196.1万吨，对外依存度超过50％，而我国目前高硫煤的使用及硫回收水平低，从煤中回收的硫磺数量很少。此外，高硫煤不经过任何处理直接进行燃烧会造成大量SO₂排放，对环境造成严重污染，因此急需开发一种经济可行的高硫煤脱硫及硫资源化回收的技术和方法。

利用微波脱硫是近年来高硫煤脱硫的新方法，微波是频率在0.3-300GHz，波长在1mm-100cm的电磁波，煤中的黄铁矿等无机硫在微波下分解，主要释放出H₂S，H₂S与少量的SO₂在煤表面生成单质硫，黄铁矿在高温的作用下转变为磁性黄铁矿，这种方法可以脱除煤中约50％的硫。US4076607最早提出了这一方法，CN206051972A(一种用于高硫煤脱硫的微波预处理装置)、CN102816623A(一种微波低温脱水及脱硫的煤炭提质装置)及CN105623775A(一种利用微波热解脱除煤矸石中汞、硫、氮的方法)等均采用了微波辐射对煤炭/煤矸石中的硫进行脱除，但上述方法只考虑了煤炭中硫的释放方法，普遍忽略了对反应后逸出气体的收集和硫的回收，受限于反应器类型，已有的专利或未能实现连续生产，或未考虑微波处理过程温度、微波泄漏等安全问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种煤炭脱硫并回收单质硫的系统及方法，该系统及方法能够同时对煤炭中的硫进行脱除和回收，使煤中总含硫量控制在2.0％以下，硫单质总回收率不低于40％，安全节能，适用于各种煤质高硫煤脱硫及硫的回收。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种煤炭脱硫并回收单质硫的系统，包括微波脱硫单元，还包括：

原煤烘干单元，用于含有SO₂的燃煤烟气对煤炭的烘干，得到干燥的煤炭并排出换热后的燃煤烟气；

废气收集单元，用于收集微波脱硫单元产生的含有H₂S的气体；

单质硫反应单元，用于所述含有H₂S的气体与所述换热后的燃煤烟气之间的反应，产生单质硫；

其中，所述原煤烘干单元的出料口与微波脱硫单元的进料口相连，所述废气收集单元设置于所述微波脱硫单元的出气口处，单质硫反应单元的进气口分别与原煤烘干单元的出气口和废气收集单元的出气口相连。

原煤烘干单元利用燃煤烟气(煤炭燃烧产生的高温烟气)的余热烘干的，一般情况下燃煤烟气的温度为160-340℃，利用其热量烘干原煤能够降低能耗，并且不消耗微波脱硫单元中微波的能耗，起到节能的作用。

所述煤炭脱硫并回收单质硫的系统不但能够将原煤中的硫脱除，还能够回收单质硫产品，并且能够同时对燃煤烟气脱硫。