專(zhuān)利名稱(chēng)：從高硫煤中除去有機(jī)硫的方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從高硫煤中除去有機(jī)硫的方法及其設(shè)備。
本發(fā)明的用途適合于熱煤電廠的發(fā)電、制造煤磚(briquette making)、活性炭和減少污染。
背景技術(shù)：
煤中含有硫，這使得煤不適合使用，除非以昂貴和高效的還原設(shè)備回收硫的燃燒產(chǎn)物。其中一種燃燒產(chǎn)物是二氧化硫，它被認(rèn)為是高度不受歡迎的大氣污染物。一般認(rèn)為煤中的硫以不同形式存在。共有三種基本的形式，即黃鐵礦硫、硫酸鹽硫和有機(jī)硫。黃鐵礦硫是與鐵結(jié)合的硫。硫酸鹽硫的量一般很少，即在給定的煤樣品中，它通常在所有的硫中占1％或2％。有機(jī)硫是與煤中的碳相結(jié)合形成有機(jī)化合物的硫。一般會(huì)發(fā)現(xiàn)有機(jī)硫很難從煤中除去。在美國(guó)專(zhuān)利No.4233034中稱(chēng)，大部分研究者所面對(duì)的問(wèn)題是如何從煤中除去有機(jī)硫。該專(zhuān)利公開(kāi)了一種從煤中除去硫的方法，但此方法沒(méi)有把有機(jī)硫的除去和黃鐵礦硫的除去區(qū)別開(kāi)來(lái)，所給出的只是對(duì)除去的硫不加以區(qū)分的除硫工藝。從煤中高效除去黃鐵礦硫的方法已為眾人所知。問(wèn)題仍圍繞著高效除去有機(jī)硫。
可以參考美國(guó)專(zhuān)利No.4441886，其中描述了一種從煤中除去有機(jī)硫的改進(jìn)方法。該方法包括多個(gè)步驟。含有有機(jī)硫的煤被粉碎成顆粒。煤顆粒可以(但并不必需)進(jìn)行處理以充分除去包含于煤中的全部水，以使煤干燥。然后干煤與選定量的含有小于4％水分的乙醇進(jìn)行混合。乙醇量要使得在每種情形下煤乙醇混合物中的固體含量都小于61.7重量％。煤與乙醇的混合物放置在反應(yīng)容器中，把容器的溫度和壓力升高到乙醇的臨界溫度和臨界壓力以上?；旌衔镌谂R界溫度和臨界壓力之上保持一段時(shí)間。收集產(chǎn)生的全部氣體，并從液體中分離出混合物的煤固體。以文獻(xiàn)縱覽和專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，找尋從煤中除去有機(jī)硫及其相關(guān)設(shè)備的現(xiàn)有技術(shù)，但是并沒(méi)有獲得任何相關(guān)的參考。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供能避免上述缺陷的從高硫煤中除去有機(jī)硫的設(shè)備。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供從高硫煤中除去有機(jī)硫的方法。
因此本發(fā)明涉及一種使高硫煤中減少有機(jī)硫的設(shè)備，該設(shè)備包括主要由三個(gè)加熱區(qū)組成的反應(yīng)器，這些加熱區(qū)比如有能夠保持溫度在450～500℃范圍的蒸汽加熱區(qū)、能夠大約保持溫度在950～1100℃范圍的促進(jìn)區(qū)和能夠保持溫度在900～950℃溫度范圍的反應(yīng)區(qū)，所述反應(yīng)器放置在能為所述反應(yīng)器提供上述溫度區(qū)的平板狀爐內(nèi)，所述內(nèi)置有反應(yīng)器的爐子被封閉在一個(gè)可移動(dòng)的柜子中，所述反應(yīng)器和爐子安裝有能量調(diào)節(jié)器和指示器。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案涉及其中平板狀爐由硅線(xiàn)石(silliminite)構(gòu)成并以石英毛保溫的設(shè)備。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案涉及使用如權(quán)利要求1中所要求的設(shè)備從高硫煤中除去有機(jī)硫的方法，該方法如下步驟在1100±50攝氏度的范圍溫度下加熱促進(jìn)區(qū)(含有促進(jìn)劑)；在450至500攝氏度范圍的溫度下加熱蒸汽區(qū)；把進(jìn)入的煤碾碎至-72目BS，并加入反應(yīng)區(qū)；在燒瓶中產(chǎn)生蒸汽并通過(guò)反應(yīng)器，該燒瓶?jī)?yōu)選由玻璃制成；在900攝氏度溫度保持約1小時(shí)；在蒸汽達(dá)到900攝氏度溫度后，使由反應(yīng)器放出的氣體通過(guò)一系列裝有加氨的氯化鎘溶液的起泡器，該起泡器優(yōu)選由玻璃制成；冷卻爐子至室溫，卸出產(chǎn)物焦煤/焦炭。
本發(fā)明的另一實(shí)施方案涉及如權(quán)利要求2所述的方法，其中所用的促進(jìn)劑是比例為1∶9的銅鐵切屑的混合物。
本發(fā)明的另一實(shí)施方案涉及如權(quán)利要求2和3所述的方法，其中在促進(jìn)區(qū)和反應(yīng)區(qū)的升溫速率為每分鐘5攝氏度。
在本方法中，促進(jìn)區(qū)先是以5攝氏度溫度的速度在950～1000攝氏度范圍的溫度下加熱，蒸汽區(qū)是以5攝氏度溫度的速度在450～500攝氏度范圍的溫度下加熱。進(jìn)入的煤被碾碎至-72目BS并加入到反應(yīng)區(qū)。蒸汽在圓底燒瓶中產(chǎn)生并通過(guò)反應(yīng)器。當(dāng)溫度達(dá)到900攝氏度時(shí)，蒸汽在該溫度保持0.5～2小時(shí)的一段時(shí)間。放出的氣體通過(guò)一系列裝有加氨的氯化鎘溶液的玻璃起泡器，在起泡器內(nèi)形成硫化鎘的黃色沉淀。冷卻爐子至室溫，卸出產(chǎn)物焦煤/焦炭。
附在本說(shuō)明書(shū)的附圖
中，設(shè)備的各種組件為1.二氧化硅反應(yīng)器2.蒸汽加熱區(qū)3.促進(jìn)區(qū)4.反應(yīng)區(qū)5.帶石英毛的保溫體6.爐子，由硅線(xiàn)石制成7.帶石英毛的保溫體8.嵌入內(nèi)有反應(yīng)器的硅線(xiàn)石爐子的框架本發(fā)明提供了一種用于從高硫煤中除去有機(jī)硫的設(shè)備的方法，該設(shè)備包括管狀爐(6)，由硅線(xiàn)石制成并以石英毛保溫(5&7)，外徑為250mm，內(nèi)徑為40mm，長(zhǎng)度為650mm，管口(tube bore)為37.5mm；反應(yīng)器(1)，優(yōu)選由二氧化硅制成，它有三個(gè)加熱區(qū)，即i)蒸汽加熱區(qū)(2)，長(zhǎng)17mm，用于把溫度保持在450至500攝氏度的范圍，ii)加熱促進(jìn)區(qū)(3)，長(zhǎng)250mm，用于把溫度保持在950至1200攝氏度的范圍，iii)反應(yīng)區(qū)(4)，長(zhǎng)200mm，用于使溫度保持在300至1100攝氏度的溫度范圍；所述爐子裝配有兩個(gè)鉻-鋁熱電耦，帶多點(diǎn)開(kāi)關(guān)的數(shù)字溫度顯示器和三個(gè)用于控制所述三個(gè)區(qū)溫度的能量調(diào)節(jié)器(9)；所述爐子(6)裝配有一些輥，以便在長(zhǎng)方形控制柜中安置的軌道上自由移動(dòng)，在所述爐子中還裝有能量調(diào)節(jié)器和指示器；反應(yīng)器(1)，優(yōu)選由二氧化硅構(gòu)成，長(zhǎng)度為940mm，內(nèi)徑為21mm，外徑為23mm，它嵌入在所述爐子內(nèi)；框架(8)，優(yōu)選由軟不銹鋼制成，長(zhǎng)度為750mm，寬度為325mm，深度為325mm，以容納所述內(nèi)置有二氧化硅反應(yīng)器(1)的所述爐子。
本發(fā)明提供了一種從高硫煤中除去有機(jī)硫的方法，該方法包括如下步驟促進(jìn)區(qū)在300至1100攝氏度范圍的溫度下加熱，蒸汽區(qū)在450至500攝氏度范圍的溫度下加熱；把進(jìn)入的煤碾碎至-72目BS，并加入反應(yīng)區(qū)；蒸汽在燒瓶中產(chǎn)生并通過(guò)反應(yīng)器，該燒瓶?jī)?yōu)選由玻璃制成；在900攝氏度下保持0.5～2小時(shí)的時(shí)間段，當(dāng)蒸汽達(dá)到900攝氏度之后，放出蒸汽；從反應(yīng)器放出的氣體通過(guò)一系列裝有加氨的氯化鎘溶液的起泡器，該起泡器最好由玻璃制成；冷卻爐子至室溫，排出產(chǎn)物焦煤/焦炭。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中所用的促進(jìn)劑是比例為1∶9的銅鐵切屑的混合物。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，促進(jìn)區(qū)和反應(yīng)區(qū)的升溫速率為每分鐘5攝氏度。
本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于從高硫煤中除去有機(jī)硫，在全世界范圍內(nèi)還未利用這種技術(shù)。有機(jī)硫是與煤中的碳相結(jié)合形成有機(jī)化合物的硫。一般會(huì)發(fā)現(xiàn)有機(jī)硫很難從煤中除去。二氧化硫被認(rèn)為是高度不受歡迎的大氣污染物。本發(fā)明除去煤中的79.77％的硫，這是一項(xiàng)突破。
下面給出的實(shí)施例只是用于解釋本發(fā)明，它不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。
實(shí)施例實(shí)施例1先以每分鐘升高5攝氏度溫度把促進(jìn)區(qū)和蒸汽區(qū)分別加熱到高達(dá)1100攝氏度和450攝氏度。把10克煤碾碎至-72目BS，并加入反應(yīng)區(qū)。把9g鐵和1g銅的切屑放在促進(jìn)室中。蒸汽在燒瓶中產(chǎn)生并通過(guò)反應(yīng)器。當(dāng)爐子溫度達(dá)到900攝氏度時(shí)，蒸汽在該溫度下保持1小時(shí)。放出的氣體通過(guò)一系列裝有加氨的氯化鎘溶液的起泡器，在起泡器內(nèi)形成硫化鎘的黃色沉淀。冷卻爐子至室溫，卸出產(chǎn)物焦煤/焦炭。初始煤中含有5.39％的有機(jī)硫，經(jīng)過(guò)上述過(guò)程后，有機(jī)硫含量減少到1.17％，因此有機(jī)硫總體減少了78.29％。
實(shí)施例2先以5攝氏度的溫度升高把促進(jìn)區(qū)和蒸汽區(qū)分別加熱到高達(dá)1000攝氏度和400攝氏度。把10克煤碾碎至-72目BS，并加入反應(yīng)區(qū)。把9g鐵和1g銅的切屑放在促進(jìn)室中。蒸汽在燒瓶中產(chǎn)生并通過(guò)反應(yīng)器。當(dāng)爐溫達(dá)到900攝氏度時(shí)，蒸汽在該溫度下保持1小時(shí)。放出的氣體通過(guò)一系列裝有加氨的氯化鎘溶液的起泡器，在起泡器內(nèi)形成硫化鎘的黃色沉淀。冷卻爐子至室溫，排出產(chǎn)物焦煤/焦炭。初始煤中含有5.39％的有機(jī)硫，經(jīng)過(guò)上述過(guò)程后，有機(jī)硫含量減少到0.88％，因此有機(jī)硫總體減少了79.77％。
實(shí)施例3先以5攝氏度的溫度增加把促進(jìn)區(qū)和蒸汽區(qū)分別加熱到高達(dá)900攝氏度和550攝氏度。把10克煤碾碎至-72目SB，并加入反應(yīng)區(qū)。把9g鐵和1g銅的切屑放在催化室中。蒸汽在圓底燒瓶中產(chǎn)生并通過(guò)反應(yīng)器。當(dāng)爐溫達(dá)到900攝氏度時(shí)，蒸汽在該溫度下保持1小時(shí)。放出的氣體通過(guò)一系列裝有加氨的氯化鎘溶液的起泡器，在起泡器內(nèi)形成硫化鎘的黃色沉淀。冷卻爐子至室溫，排出產(chǎn)物焦煤/焦炭。初始煤中含有5.39％的有機(jī)硫，經(jīng)過(guò)上述過(guò)程后，有機(jī)硫含量減少到1.51％，因此有機(jī)硫總體減少了71.98％。
實(shí)施例4先以5攝氏度的溫度增加把促進(jìn)區(qū)和蒸汽區(qū)分別加熱到高達(dá)600攝氏度和400攝氏度。把10克煤碾碎至-72目BS，并加入反應(yīng)區(qū)。把9g鐵和1g銅的切屑放在催化室中。蒸汽在圓底燒瓶中產(chǎn)生并通過(guò)反應(yīng)器。當(dāng)爐溫達(dá)到900攝氏度時(shí)，蒸汽在該溫度保持1小時(shí)。放出的氣體通過(guò)一系列裝有加氨的氯化鎘溶液的起泡器，在起泡器內(nèi)形成硫化鎘的黃色沉淀。冷卻爐子至室溫，排出產(chǎn)物焦煤/焦炭。初始煤中含有3.24％的有機(jī)硫，經(jīng)過(guò)上述過(guò)程后，有機(jī)硫含量減少到2.32％，因此有機(jī)硫總體減少了28.39％。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是1.本方法非常簡(jiǎn)單且環(huán)境友好。
2.本方法涉及到的材料是最常用的，因而成本低廉。
權(quán)利要求
1.一種用于減少高硫煤中有機(jī)硫的設(shè)備，所述設(shè)備包括主要由三個(gè)加熱區(qū)組成的反應(yīng)器，所述加熱區(qū)比如有能夠使溫度保持在450～500℃范圍的蒸汽加熱區(qū)、能夠使溫度約保持在950～1100℃范圍的促進(jìn)區(qū)和能夠使溫度保持在900～950℃溫度范圍的反應(yīng)區(qū)，所述反應(yīng)器被放置在能為所述反應(yīng)器提供上述溫度區(qū)的管狀爐內(nèi)，所述內(nèi)置有反應(yīng)器的爐子被封閉在可移動(dòng)的柜子中，所述反應(yīng)器和爐子裝備有能量調(diào)節(jié)器和指示器。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中管狀爐由硅線(xiàn)石構(gòu)成并以石英毛保溫。
3.一種用于從高硫煤中除去有機(jī)硫的方法，該方法使用如權(quán)利要求1-2中所述的設(shè)備，所述方法包括如下步驟在1100±50攝氏度的溫度范圍加熱促進(jìn)區(qū)(含有促進(jìn)劑)，以及在450至500攝氏度范圍的溫度下加熱蒸汽區(qū)；將進(jìn)入的煤碾碎至-72目BS，并加入反應(yīng)區(qū)；蒸汽在燒瓶中產(chǎn)生并通過(guò)反應(yīng)器，所述燒瓶?jī)?yōu)選由玻璃制成；在蒸汽達(dá)到約900攝氏度溫度之后，在900攝氏度溫度下保持約1小時(shí)；從反應(yīng)器放出的氣體通過(guò)一系列裝有加氨的氯化鎘溶液的起泡器，所述起泡器優(yōu)選由玻璃制成；冷卻爐子至室溫，放出產(chǎn)物焦煤/焦炭。
4.如權(quán)利要求3中所述的方法，其中所用的促進(jìn)劑是比例為1∶9的銅鐵切屑混合物。
5.如權(quán)利要求2-4中所述的方法，其中在促進(jìn)區(qū)和反應(yīng)區(qū)的升溫速率為每分鐘5攝氏度。
6.如權(quán)利要求2-5中所述的方法，其中通過(guò)所述方法從煤中除去約80％的硫。
全文摘要
本發(fā)明涉及從高硫煤中減少有機(jī)硫的設(shè)備及其方法，該設(shè)備包括管狀爐，該管狀爐由硅線(xiàn)石構(gòu)成并以石英毛保溫，管狀爐有三個(gè)加熱區(qū)，即蒸汽加熱區(qū)、反應(yīng)區(qū)和促進(jìn)區(qū)，其中促進(jìn)區(qū)(含有促進(jìn)劑)的溫度在1100±50攝氏度的溫度范圍內(nèi)，蒸汽區(qū)的溫度在400至500攝氏度的溫度范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)B01J19/24GK1768126SQ200480009108
公開(kāi)日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2004年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月31日
發(fā)明者A·阿里, A·巴塔查里亞, S·班納吉, D·N·蒂瓦里, S·K·哈斯拉, R·S·亞達(dá)夫 申請(qǐng)人:科學(xué)與工業(yè)研究委員會(huì)