H_(2)O_(2)-咪唑类离子液体脱除煤中硫分及灰分研究

摘要

为了考察H_(2)O_(2)-咪唑类离子液体体系脱除煤中硫分和灰分的效果,选取具有相同阳离子的5种亲水性离子液体和2种疏水性离子液体(ILs),即:[BMIM][Br],[BMIM][Cl],[BMIM][BF_(4)],[BMIM][HSO_(4)],[BMIM][H_(2)PO_(4)],[BMIM][PF_(6)]和[BMIM][NTf_(2)],分别与30%H_(2)O_(2)共同作用于宁东SM煤,对反应后的离子液体进行回收再利用。用化学法测定反应前后煤样的形态硫,并用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X-射线衍射仪(XRD)、比表面及孔隙度分析仪(BET)及热重分析仪(TG)等对反应前后煤样进行表征。结果表明:离子液体的加入,改善了H_(2)O_(2)的脱硫脱灰能力,其中H_(2)O_(2)-[BMIM][PF_(6)]体系处理后煤样的脱硫率比单纯H_(2)O_(2)处理增大了18.76%,H_(2)O_(2)-[BMIM][NTf_(2)]体系处理后煤样的脱灰率比单纯H_(2)O_(2)处理增大了27.50%。疏水性离子液体比亲水性离子液体对H_(2)O_(2)脱硫脱灰的改善作用更为明显。FT-IR表征结果表明,经H_(2)O_(2)-ILs体系作用后煤样中的含硫官能团的特征峰强度相对于H_(2)O_(2)单独作用的煤样明显降低,说明离子液体作用可使煤中的硫分被有效脱除。XRD表征结果表明,经H_(2)O_(2)-ILs体系处理后煤样中石英等各种矿物质的衍射峰强度相对于H_(2)O_(2)单独作用的煤样明显降低,说明离子液体作用煤中的灰分被部分脱除。BET表征结果表明,H_(2)O_(2)-ILs体系处理后煤样相比于H_(2)O_(2)单独处理煤样,其比表面积和平均孔径都有所增大,说明离子液体的加入使煤的结构更加松散。TG表征结果表明,H_(2)O_(2)-ILs体系处理样在热解过程中比原煤有更多的挥发性物质逸出,发热量小幅度降低。离子液体经过7次循环利用,随着循环次数的增加,脱硫脱灰效果稍有下降。