PDF《Sodium Hydroxide》

Coal Desulfurization Using Iron Ore and Sodium Hydroxide Pengcheng Yan1 , Hong Li2 , Luofang Guo, Ziquan Li School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing, CHINA,100083 1.

ypc.pengcheng@gmail.com, 2. lihong@metall.ustb.edu.com.cn Abstract: Desulfurization of Chinese anthracite coal was investigated using iron ore powder and sodium hy- droxide under mild condition. Effects of iron ore, sodium hydroxide and treating time on coal desulfurization were discussed. Basically, sulfur reduction was found increasing with concentration of iron ore and sodium hydroxide increasing as well as the extension of treating time. Mutual effects of iron ore and sodium hydrox- ide on desulfurization were discussed to explain the sulfur reduction fluctuation. A range from 4%~43% total sulfur reduction was achieved depending on desulfurization conditions. Keywords: Desulfurization;

Coal;

Iron ore;

Colloid 利用铁矿石和氢氧化钠对无烟煤脱硫 严鹏程

1 ,李宏2,郭洛方,李自权 北京科技大学冶金与生态工程学院,北京,中国,100083 1. ypc.pengcheng@gmail.com, 2. lihong@metall.ustb.edu.com.cn 摘要: 研究了利用铁矿石和氢氧化钠对无烟煤的湿法脱硫可能性,分别讨论了铁矿石,氢氧化钠和 处理时间对脱硫率的影响.结果表明,随着铁矿石及氢氧化钠用量的增加以及处理时间的延长脱硫率 也相应增大,其中铁矿石与氢氧化钠对脱硫反应存在交互影响.基于不同的处理条件研究得到了 4%~43%的脱硫率. 关键词: 脱硫;

无烟煤;

铁矿石;

胶体

1 引言 煤炭燃烧产生的 SO2 气体能够造成严重的大气污 染[1-3] ,所引起的酸雨现象也受到了广泛关注[4-7] .烟 气脱硫作为最常见的 SO2 控制技术,由于成本高昂、 操作复杂、副产物极难处理等特点,使其实际应用受 到了极大的限制,因此燃料燃烧前脱硫将逐渐成为控 制SO2 污染主要手段. 煤炭燃烧前脱硫的方法主要包括物理、生物和化 学三类[8-17] .其中化学法作为被大量研究的方法,优 势是能够脱除有机硫成分,但脱硫效率不高、成本昂 贵限制了化学法的工业应用[17] ,其中 Borah 利用金属 离子( , Ni2+ , Co2+ )的电子转移特性来脱除预 氧化处理过的印度亚无烟煤中的有机硫成分,在90℃、0.1M 浓度的 K4Fe(CN)6 处理条件下,得到了 36.4%的有机硫脱除率[18-22] .

4 6 Fe(CN) ? 本文研究了在常温常压条件下利用铁矿石和氢氧 化钠对无烟煤湿法脱硫的可能性,其中铁矿石在脱硫 反应中起到氧化剂和电子载体的供体的作用[23-30] .本 研究目的在于得到一种有效的无烟煤燃烧前脱硫的方 法并解释铁矿石-氢氧化钠脱硫体系的氧化原理, 这一 方法将有助于含有氧化铁成分的无烟煤燃烧前脱硫.

2 实验部分 本研究所用无烟煤和铁矿石试样均取自某钢铁公 司,无烟煤和铁矿石试样均被破碎至

100 目以下.表1是无烟煤和铁矿石化学分析结果. Table1 Ultimate analyses of coal and iron ore 表1无烟煤和铁矿石试样化学分析结果 Anthracite Coal Iron Ore Moisture (wt %) 1.89 Ash (wt %) 11.15 Volatile Matter (wt %) 8.64 Carbon (wt %) 79.42 Hydrogen (wt %) 3.11 Nitrogen (wt %) 1.10 Oxygen (wt %) 2.94 Total sulfur (wt %) 0.39 0.117 Pyritic (wt %) 0.01 - Sulfate (wt %) 0.13 - Organic (wt %) 0.25 - 研究设计了不同的铁矿石、NaOH 加入量及不同 的处理时间,实验在 100ml 三角锥瓶中进行,搅拌使 用磁力搅拌器进行,搅拌速度均为 500rpm.实验过程 如下:(1)将2g 无烟煤、一定浓度的铁矿石/FeCl3 及NaOH 与50ml 去离子水混合于三角锥瓶中并打开 磁力搅拌器. (2)通过一定时间的处理,将瓶中混合 物过滤并用去离子水反复冲洗,将所得滤液收集在 100ml 的烧杯中,通过 70℃水浴处理来减少所得滤液 的量. (3)向所得滤液添加 2ml 的浓 HNO3 溶液并强 烈加热至混合液几乎蒸干为止, 此步骤重复两次. (4) 向所得混合液添加 3ml 浓HCl 溶液并强烈加热至混合 液几乎蒸干为止, 然后冷却并加入 25ml 去离子水, 在75℃条件下保温