论文部分内容阅读
高硫煤是硫含量高于3%的煤,高硫煤在燃烧过程中产生的硫氧化物严重污染环境,是造成大气污染的主要原因之一,高的硫含量严重限制了高硫煤的利用途径。无疑,研究高硫煤的清洁利用途径变得刻不容缓。澄合矿区位于渭北石炭-二叠纪煤田中段,矿区所产煤炭多为高硫煤,传统的利用途径已经无法满足日益严格的环保法规要求。本文在研究澄合矿区王斜矿5号煤煤质特性的基础上,以王斜矿5号煤为原料,开展了煤基活性炭制备及环保型煤实验研究。澄合矿区王斜矿5号煤的基本性质是:中灰、高硫,煤样中灰分主要以次生粘土矿物、碳酸盐矿物及黄铁矿为主,粒度较细而分散,属难选煤。对5号煤进行了ZnCl2重液浮沉试(重液密度为1.40g/cm3),浮选(最佳浮选参数为:矿浆浓度100g/L,捕收剂用量800g/t,起泡剂用量105g/t,搅拌速度1800r/min,刮泡时间3min;最佳条件下得到的浮选精煤灰分为8.08%,回收率为66.2%。酸洗(最佳酸洗条件为:酸浓度3.0mol/L;反应温度20℃;液固比2.5:1;反应时间2.0h)脱灰降硫制得精煤,精煤灰分最低可降至2.6%,硫分降至1.9%。以精煤为原料,采用单因素分析确定了活性炭的最佳制备条件为:炭化温度600℃、碳化时间2h,活化温度800℃、活化时间1h,碱炭比2.5。分别采用一步法和两步法制备活性炭。一步法最佳条件下制备的活性炭比表面积1362.03m2/g(BET);以微孔为主,平均孔径0.655nm;孔容0.37cm3/g(t-Plot)。两步法最佳条件下制备的活性炭比表面积775.72m2/g(BET);同样以微孔为主,平均孔径0.652nm;孔容0.18cm3/g(t-Plot)。制备的活性炭吸附参数优于国标规定的净化水用煤质颗粒活性炭的质量要求。以脱灰原煤为原料进行了环保型煤制备,确定的最佳粘结剂为粘土加纸浆,最佳固硫剂为碳酸钙,最佳固硫促进剂为碳酸钠,助燃剂为高锰酸钾;环保型煤的最佳配比为:脱灰原煤为78.2%,粘结剂为7%粘土加2%纸浆;固硫剂为CaC03(Ca/S=2.5);固硫促进剂为4%Na2C03;助燃剂为2%KMnO4。制得的环保型煤主要技术指标达到或超过省内外型煤标准。