《电化学脱硫技术》PPT课件.ppt

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1、电化学法脱硫技术电化学法脱硫技术电化学法06应用02机理04设备05特点03工艺流程01进展Coughglin和Farooque对煤炭的电化学脱硫进行了开发性的研究，不但克服了传统电化学脱硫高温、高压的缺点，而且可以联产氢气，大大降低了生产成本20世纪70年代末3Lalvani等人改变了研究方向,对煤的氧化脱硫等行为进行了研究20世纪70年代2Sterber等人对煤的电解还原脱硫进行了研究，但进展不大20世纪60年代1●刘旭光等人对孝义煤进行了电化学脱硫的研究，从电化学还原脱硫行为、碱性体系中的脱硫规律、电解体系等方面进行了研究，取得了较好的结果

2、。●易平贵、张敬东、王知彩、罗道成等人在各种电解体系下研究了煤的脱硫，考查了电解温度、电解电压、煤浆浓度等因素对电化学脱硫的影响，得到了适宜的电解脱硫条件。●李登新等人在电化学脱硫方面作了较为深入的研究，分别从热力学、煤炭的电化学脱硫机理、电化学净化对煤质的影响等方面进行了研究，进一步认识了煤的电化学脱硫机理。国内研究进展4一、煤炭电化学脱硫技术的进展1997-2002年煤的电化学脱硫是借助煤在电解槽阳极发生的电化学氧化反应将煤中黄铁矿或有机硫化物氧化成水可溶的硫化物，而达到净煤目的。根据所用电解液的不同,可分为碱性和酸性电化学法。一、以黄铁矿的

3、脱硫机理为例：二、煤炭电化学脱硫的机理1、碱性电化学法脱除无机硫在碱性介质条件下生成高活性的氢氧自由基(OH·),甚至HO2·、O-、O2等。这些高活性自由基作为强氧化剂进攻煤结构中无机物,并将其氧化成水可溶的硫酸盐,以便洗涤除去。阳极：2H2O→O2+4H++4e16OH-+4FeS2+15O2→4Fe(OH)3+8SO42-+2H2O8OH-+2FeS2+7O2→2Fe(OH)2+4SO42-+2H2O阴极:2H++2e→H2对于黄铁矿颗粒，若看成球形的，可用图1表示脱硫过程1—阳极　2—黄铁矿　3—阳极液4—未反应黄铁矿　5—电解产品图1　

4、黄铁矿的电解脱硫过程二、煤炭电化学脱硫的机理2、酸性电化学法脱除无机硫在酸性介质中:以锰离子为催化剂，发生的主要脱硫反应是阳极液中的氧化反应，由于电解电位的不同，脱硫反应不同:在阳极表面：Mn2+→Mn3++e在阳极液中：2Mn3++FeS2→Fe2++2S+2Mn2+4H2O+S+6Mn3+→8H++SO42-+6Mn2+8H2O+15Mn2++FeS2→16H++Fe3++2SO42-+15Mn2+二、有机硫的脱硫原理许多研究者认为是活性氧或氧化剂氧化煤中硫，但还未见更详细的报道，下面根据酸性和碱性介质条件下煤电化学处理前后表面硫形态的变化及

5、模型化合物电解氧化后官能团分布的不同，提出可能的脱硫机理。二、煤炭电化学脱硫的机理1、在酸性条件下的有机硫脱硫机理在阳极表面首先发生Mn2+被氧化为Mn3+离子，后者氧化煤中有机硫为亚砜，亚砜进一步氧化为砜，而砜在热水中水解为可溶的磺酸根或硫酸盐，其脱硫反应步骤如下:(a)硫的氧化态升高，但C-S键未断裂，硫未脱离煤的大分子结构，形成砜或亚砜，脱硫率为零或者较低。(b)硫的氧化态进一步升高，C-S键断裂，硫从大分子结构中脱落被氧化成SO2或SO42-，脱硫程度增加。二、煤炭电化学脱硫的机理(c)在深度脱硫的过程中，煤分子结构的一些边缘基团被直接或

6、间接氧化，同时一些非氧化反应如取代反应也可引起煤的脱硫。例如-SH被-OH取代。(d)深度氧化脱硫。当表面硫脱出后，若电解条件较强烈，则引起C-C键断裂。煤深层的有机硫暴露出来，会进一步被氧化脱除。随着时间的推移，煤的氧化和脱硫会交替发生，直至完全脱硫。有机硫的脱硫反应如下:二硫化合物的氧化反应2Mn3++R-S-S-R+H2O→2Mn2++R-S-S(O)R+2H+8Mn3++R-S-S-R+4H2O→8Mn2++R-S（O2）-S(O2)R+8H+R-S（O2）-S(O2)R+6H2O→R-OH+R-OH+4H++2SO42-二、煤炭电化学脱

7、硫的机理2、在碱性条件下的有机硫脱硫机理:碱性条件下脱有机硫反应以电解阳极产生的活性氧为氧化剂，将煤中有机硫氧化为亚砜和砜，砜在碱性条件下和热水中水解为能溶于水的磺酸类化合物或硫酸根。在阳极：2H2O→O2+4H++4eO2+2R-S-S-R→2R-S-S(O)R2O2+R-S-S-R→R-S（O2）-S(O2)RR-S（O2）-S(O2)R+2H2O→R-OH+R-OH+4H++2SO42-煤中其它有机硫化合物的脱硫反应与二硫化合物类似。二、煤炭电化学脱硫的机理煤电化学脱灰脱硫工艺流程工艺流程：目前，煤的电化学脱硫净化仍处于试验室研究阶段，所以

8、其工艺流程及经济可行性评价都是初步的。图3是该工艺的简单流程。原煤经破碎并制成煤浆后，在电解槽的阳极室进行电化学氧化反应，将煤中黄铁矿及