離子交換對低階煤提質工藝

　　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，經濟效益極低。

　　低階煤提質方面的研究雖然較多，但是大多數方法均以生產高發(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。研究以促進低階煤的熱溶劑提質分離及對此過程機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分離產物收率及性質的影響。

　　采用酸洗脫灰、酸洗和Na/Co離子交換對兩種低階煤(MM和LY)進行預處理，然后以1-甲基萘為溶劑對預處理煤進行熱溶劑提質萃取，把煤分成提質煤(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物。結果表明，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，并明顯促進了煤中含氧官能團的脫除。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85.3%、氧含量低于6.4%。離子交換對兩種萃取物的物理化學性質有明顯的影響，Na+的影響尤為顯著。