一种煤炭的脱灰方法与流程

本发明属于煤炭脱灰，具体地，本发明涉及一种煤炭的脱灰方法。

背景技术：

1、煤炭除了作为一次能源燃烧外，还可用于煤制油、煤制气、煤制烯烃，以及制备炭素材料、多孔碳材料、石墨烯、电极材料等高附加值产品。然而，煤炭中的灰分限制其精细化、高值化利用。随着新能源产业的快速发展和环境保护要求的日益提高，对煤炭及碳材料的品质要求日益提高。因此，煤炭及碳材料的深度脱灰日益成为洁净煤技术研究的热点之一。

2、目前，国内外已经有许多煤炭脱灰技术，但大多数技术存在脱灰效率低、反应条件剧烈、生产规模较小等问题。因此，如何设计一种脱灰效率高效、反应条件温和、适合大规模生产的煤炭及碳材料脱灰方法成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明实施例提出一种煤炭的脱灰方法。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明实施例提出了一种煤炭的脱灰方法，包括如下步骤：

4、s1，将煤炭进行破碎、筛分，得到筛下物；

5、s2，将所述筛下物与碱液混合，在双频超声振动条件下进行一次搅拌反应，过滤得到第一反应产物；

6、s3，将所述第一反应产物与稀酸溶液混合，在双频超声振动条件下进行二次搅拌反应，过滤得到第二反应产物；

7、s4，将所述第二反应产物进行水洗、干燥，得到脱灰煤炭。

8、本发明实施例通过利用碱洗、酸洗、水洗等工艺，脱除煤炭中的s、p等元素，实现煤炭的深度脱灰；且本发明实施例在脱灰过程中结合双频超声波振动技术，能够破坏煤炭材料表面的灰分结构，从而使灰分得到更好的剥离，从而提高了煤炭的脱灰效率以及脱灰范围；同时，双频超声波对煤炭材料的侵蚀性较小，能够有效保护煤炭的品质；且该脱灰方法工艺简单，易操作，成本较低，适于工业化应用。

9、在一些实施例中，所述步骤s1中，所述筛下物的粒径<25μm。

10、在一些实施例中，所述步骤s2中，所述碱液包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、磷酸钠中的至少一种；所述碱液的摩尔浓度为0.5mol/l～5mol/l。

11、在一些实施例中，所述步骤s2中，所述一次搅拌反应的反应温度为30℃～90℃，反应时间为0.5h～5.5h。

12、在一些实施例中，所述步骤s3中，所述稀酸溶液包括盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸中的至少一种；所述稀酸溶液的摩尔浓度为0.5mol/l～3mol/l。

13、在一些实施例中，所述步骤s3中，所述二次搅拌反应的反应温度为30℃～90℃，反应时间为0.5h～5.5h。

14、在一些实施例中，所述步骤s2和/或s3中，所述双频超声振动的频率分别为20khz～40khz和80khz～100khz。

15、第二方面，本发明实施例还提供了一种脱灰煤炭，所述脱灰煤炭由如第一方面所述的脱灰方法制备得到。

16、第三方面，本发明实施例还提供了如第二方面所述的脱灰煤炭在制备煤基类石墨烯超容碳材料中的应用。

17、本发明所具有的优点和有益效果为：

18、(1)本发明实施例中的脱灰方法利用碱洗、酸洗、水洗等工艺，实现煤炭的深度脱灰；且该脱灰方法具有原料易得、操作简单、反应条件温和、环境友好、脱灰效率高等优点，具有较好的经济效益和市场应用潜力。

19、(2)本发明实施例在脱灰过程中结合双频超声波振动技术，能够破坏煤炭材料表面的灰分结构，从而使灰分得到更好的剥离；同时，双频超声波对煤炭材料的侵蚀性较小，能够有效保护煤炭的品质。双频超声波振动技术不仅提高了煤炭脱灰的效率而且提高了脱灰的范围，能够将难以去除的灰分进行有效脱除。

技术特征：

1.一种煤炭的脱灰方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的煤炭的脱灰方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述筛下物的粒径<25μm。

3.根据权利要求1所述的煤炭的脱灰方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述碱液包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、磷酸钠中的至少一种；所述碱液的摩尔浓度为0.5mol/l～5mol/l。

4.根据权利要求1所述的煤炭的脱灰方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述一次搅拌反应的反应温度为30℃～90℃，反应时间为0.5h～5.5h。

5.根据权利要求1所述的煤炭的脱灰方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述稀酸溶液包括盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸中的至少一种；所述稀酸溶液的摩尔浓度为0.5mol/l～3mol/l。

6.根据权利要求1所述的煤炭的脱灰方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述二次搅拌反应的反应温度为30℃～90℃，反应时间为0.5h～5.5h。

7.根据权利要求1所述的煤炭的脱灰方法，其特征在于，所述步骤s2和/或s3中，所述双频超声振动的频率分别为20khz～40khz和80khz～100khz。

8.一种脱灰煤炭，其特征在于，所述脱灰煤炭由权利要求1-7任一项所述的脱灰方法制备得到。

9.一种如权利要求8所述的脱灰煤炭在制备煤基类石墨烯超容碳材料中的应用。

技术总结本发明提供了一种煤炭的脱灰方法，包括如下步骤：S1，将煤炭进行破碎、筛分，得到筛下物；S2，将所述筛下物与碱液混合，在双频超声振动条件下进行一次搅拌反应，过滤得到第一反应产物；S3，将所述第一反应产物与稀酸溶液混合，在双频超声振动条件下进行二次搅拌反应，过滤得到第二反应产物；S4，将所述第二反应产物进行水洗、干燥，得到脱灰煤炭。本发明通过利用碱洗、酸洗、水洗等工艺，并结合双频超声波振动技术，能够有效实现煤炭的深度脱灰，提高了煤炭的脱灰效率以及脱灰范围；且本发明中的脱灰方法工艺简单，易操作，脱灰效率高，具有较好的经济效益和市场应用潜力。技术研发人员：李阳,邵杰,杨成龙,王哲帆,胡超,吴建国,王铂,郑志华,王占峰,蔡铭,赵瀚辰,崔义,郭洁,张洪清受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30