[发明专利]一种利用煤灰提高在煤热解中固氮效率的方法

说明书

本发明公开了一种利用煤灰提高在煤热解中固氮效率的方法，包括下列步骤：(1)将水溶性铁盐和/或水溶性锌盐溶于水中制得处理液，将电厂燃烧后的煤灰浸泡在处理液中30～40min，干燥后备用；(2)将一定量的原料煤与处理后的煤灰混合并在隔绝空气的情况下进行热解，抑制煤在热解中含氮化合物气体的析出，得到洁净的热解气；(3)将热解后的半焦或焦炭完全浸泡在酸溶液中1～3h，煤中氮溶出于酸溶液中，浸泡后再洗涤去除掺混在内的煤灰，实现煤中大部分氮的脱除，并得到干净的半焦或焦炭。本发明可以降低煤热解时产生的热解气中的氮氧化物的排放量，方法简单，工艺条件易控，具有环保，经济等多重效益。

技术领域

本发明涉及煤热解中氮脱除技术领域，具体涉及一种利用煤灰提高在煤热解中固氮效率的方法。

背景技术

煤在加工利用过程中所产生的污染物现已成为造成生态环境破坏的最大的污染源，在煤热解过程中氮元素以氮氧化物等形式进入空气中，对地球空气污染治理造成了很大的影响。目前针对煤热解产生烟气中氮氧化物的脱除问题，主要依靠如尿素吸收等方法，这类方法存在投资大和需要额外的运行设备等问题。

目前，煤热解烟气中的氮氧化物主要污染来源于氰化氮，在煤炭利用中通过降低氰化氢或者使氰化氢更多地转化为氮气排放，是解决烟气处理方法带来的投资运行费用与占地问题的重要方法。如何简便又高效地降低氰化氢等含氮气体的排放是需要解决的一大问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用煤灰提高在煤热解中固氮效率的方法，投资少，成本低。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种利用煤灰提高在煤热解中固氮效率的方法，包括：

(1)将水溶性铁盐和/或水溶性锌盐溶于水中制得处理液，将电厂燃烧后的煤灰浸泡在处理液中30～40min，干燥后备用；

(2)将一定量的原料煤与处理后的煤灰混合并在隔绝空气的情况下进行热解，抑制煤在热解中含氮化合物气体的析出，得到洁净的热解气；

(3)将热解后的半焦或焦炭完全浸泡在酸溶液中1～3h，煤中氮溶出于酸溶液中，浸泡后再洗涤去除掺混在内的煤灰，实现煤中大部分氮的脱除，并得到干净的半焦或焦炭。

上述技术方案中，步骤(1)中所述水溶性铁盐为硝酸铁、硫酸铁、氯化铁中的一种或多种，所述水溶性锌盐为硝酸锌、硫酸锌、氯化锌中的一种或多种。

上述技术方案中，步骤(1)中所述处理液中的水溶性铁盐和/或水溶性锌盐占煤灰的质量分数为0.1％～0.5％。

上述技术方案中，步骤(2)中所述煤热解温度为800～1000℃。

上述技术方案中，步骤(2)中所述处理后煤灰与原料煤的质量比为1：5～10。

上述技术方案中，步骤(3)中所述酸溶液为盐酸、硫酸、醋酸、草酸中的一种或多种，所述酸溶液浓度为0.1～0.2mol/L。

上述技术方案中，步骤(3)中所述酸溶液与原料煤的质量比为1：10。

本发明原理如下：煤灰中本身带有氧化铁、氧化铝等氧化物，再经过处理液浸泡处理后，煤灰中更多地增加了如铁等元素的有效成分。在原料煤中掺混处理液处理后的煤灰，煤灰中丰富的物质含有大量阳离子，由于阳离子外电子层比较容易得失电子的特性和较强的氧化性，同时由于各种金属复杂的协同作用，使得处理后的煤灰可以在煤热解过程中起到固定氮和抑制氮氧化物生成的作用，即通过热解时煤中析出的气体，比如HCN、NH₃等含氮的气体，与掺混的金属添加助剂发生反应，生成氮化物，同时由于煤灰中本身存在的矿物质和有效成分的协同作用，抑制了HCN、NH₃等有害气体的产生从而达到固氮的效果。将热解后的煤再进行洗脱，脱去掺混的煤灰和生成的氮化物。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：