離子交換對低階煤提質(zhì)工藝

　　煤炭是一種既可用作燃料又可用作化工原料、碳材料等的寶貴資源。然而，由于全球煤炭消費量的迅速增長，可開采的高階煤(如煙煤)正在被快速消耗。所以，利用儲量同樣巨大的褐煤和次煙煤等低階煤來代替高階煤迫在眉睫。然而，現(xiàn)在的低階煤(特別是褐煤)主要用于煤礦附近的電廠發(fā)電，經(jīng)濟(jì)效益極低。

　　低階煤提質(zhì)方面的研究雖然較多，但是大多數(shù)方法均以生產(chǎn)高發(fā)熱量固體燃料為主，溫和條件下煤的分離手段非常有限，較為可行的方法為溶劑萃取法。

　　低階煤的酸洗脫灰可以提高有機(jī)溶劑對煤的萃取收率，低階煤的陽離子交換也會影響其低溫液化和熱解反應(yīng)。研究以促進(jìn)低階煤的熱溶劑提質(zhì)分離及對此過程機(jī)理做較深入的研究為目的，考察了酸洗脫灰和陽離子交換對低階煤熱溶劑提質(zhì)分離產(chǎn)物收率及性質(zhì)的影響。

　　采用酸洗脫灰、酸洗和Na/Co離子交換對兩種低階煤(MM和LY)進(jìn)行預(yù)處理，然后以1-甲基萘為溶劑對預(yù)處理煤進(jìn)行熱溶劑提質(zhì)萃取，把煤分成提質(zhì)煤(UC)、高分子量萃取物(deposit)和低分子量萃取物(soluble)3種主要固體組分，以及少量水和氣體產(chǎn)物。結(jié)果表明，通過脫灰和離子交換均提高了兩種萃取物的收率及碳含量，并明顯促進(jìn)了煤中含氧官能團(tuán)的脫除。脫灰后MM煤的高分子量萃取物收率從3.5%增加到9.5%，Na離子交換LY的低分子量萃取物的碳含量高達(dá)85.3%、氧含量低于6.4%。離子交換對兩種萃取物的物理化學(xué)性質(zhì)有明顯的影響，Na+的影響尤為顯著。