在当前能源结构中,煤炭占据了至关重要的地位,尤其对于我国而言,由于“富煤、贫油、少气”的特点,煤炭成为我国能源消费的主要支撑。我国炼焦煤资源相对稀缺,高硫炼焦煤的比例较大,这不仅影响了炼焦煤的使用,还加剧了供需之间的矛盾。因此,提高炼焦煤的品质成为当前的重要研究课题。煤炭洗选加工技术虽然可以在一定程度上去除炼焦煤中的灰分,但在去除硫分,特别是有机硫方面效果不佳。为了提升炼焦煤的品质,科研人员在寻找更为有效的脱硫技术。
微波技术在煤炭脱硫领域展现出独特的优势。微波辐射能深入物料内部,实现选择性加热,避免了传统加热方式中可能出现的温度梯度问题。微波加热快速且均匀,能够有效脱除煤中的硫分,且不会显著改变煤炭的基本特性。本研究的目的是通过微波技术与NaOH溶液结合的方式,探究炼焦煤中硫分的脱除效果。
研究者在NaOH溶液中对贵州盘江地区的炼焦煤进行了微波脱硫试验,系统分析了NaOH溶液浓度、微波辐照时间、微波辐照功率、矿浆浓度以及超声波预处理时间等因素对脱硫效果的影响。试验结果显示,在最佳条件下,脱硫率可达81.32%,这表明大多数硫酸盐硫和黄铁矿硫被成功脱除,同时部分有机硫也被移除。这不仅验证了微波技术在煤炭脱硫方面的有效性,也指出了其在保持煤炭原有品质上的潜力。
研究中使用的NaOH溶液作为一种碱性溶液,可以在微波辐照的作用下,与煤中的硫化物发生化学反应,从而实现脱硫。超声波预处理作为一项辅助手段,能够增强NaOH溶液与煤粒之间的接触效果,提高脱硫效率。微波辐照时间与功率的调整,则是为了控制微波加热的程度,确保在不破坏煤的基本结构的前提下,实现有效的脱硫。
此外,本研究还涉及到煤炭的工业分析和元素分析。工业分析主要关注煤炭的水分、灰分、挥发分及固定碳含量,而元素分析则关注煤中碳、氢、氮、硫、氧等元素的含量。这些基础数据对于评估煤炭品质和后续的化学处理过程至关重要。
通过微波联合NaOH溶液对炼焦煤进行脱硫处理,能够显著提高脱硫效率,去除煤中大部分有害的硫化物,包括硫酸盐硫、黄铁矿硫和部分有机硫。这一研究成果不仅有助于缓解我国炼焦煤资源的供需矛盾,也为煤炭的清洁高效利用提供了新的技术支持,对于煤炭行业的可持续发展具有重要意义。