[科普中国]-超声波强化碱法脱硫

在碱法脱硫过程中,通过对煤碱溶液进行一定时间的超声辐射,在合适的声场频率和声强作用下,溶液和煤介面的微气核就会产生振动、膨胀和崩溃闭合等声控化现象。激发NaOH溶液中的偶极子振动,使NaOH溶液以较快速度渗入到煤体内部与细微分布的含硫基团接触,加速了脱硫反应,提高了脱硫效果。1

超声波强化碱法脱硫应用实例巴基斯坦工业与科学研究会在碱法脱除褐煤中硫的试验中采用了超声强化技术,在保证脱硫效果前提下,使反应温度大大降低,实验在常压下用用30~70℃温度加热煤(60网目)碱(0.2M)混合物,脱硫效果却与加瓦和200℃以上处理方法相当,这样的反应条件为碱法脱硫的工业应用提供了可行性。1

相关概念微波加热苛性溶液脱硫法这是一种以微波加热代替外部热源加热的MCL法。方法要点是将煤与碱液混合,在氮气氛中用微波能加热处理,在微波处理的最初几分钟内水分即全部挥发,然后煤碱混合物的温度迅速上升,达290~300℃,由于NaOH的介电系数大,增强了吸收微波能的能力,大大加加快了脱硫反应速度,在290℃温度下微波处理几分钟的脱硫效果相当于外部加热到400℃处理几小时的效果,从而提高了效率。微波照射后对煤碱混合物的洗涤处理操作同MCL法。1

稀碱溶液浸提脱硫法将煤与稀的碱溶液(5%~10%的NaOH或KOH溶液)混合均匀后放人高压反应器中,充惰性气体加压,加热至200~300℃在此温度下处理几十分钟至几小时,然后过滤,洗涤、干燥。

该法也是一种碱处理脱硫法,与MCL法的反应条件的区别在于:(1)本法以很稀的碱溶液作脱硫剂,而不是用固态的NAOHKOH;(2)反应是在液相悬浮液状态下进行,而不是熔融态下反应;(3)反应温度低于MCL法,但反应压力远高于MCL法。与MCL法相比,可节省NaOH用量,反应条件相对温和一些,对设备的浸腐蚀要轻一些,但脱硫效果也相应差一点。1

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所