离子交换对低阶煤提质工艺

　　煤炭是一种既可用作燃料又可用作化工原料、碳材料等的宝贵资源。然而，由于全球煤炭消费量的迅速增长，可开采的高阶煤(如烟煤)正在被快速消耗。所以，利用储量同样巨大的褐煤和次烟煤等低阶煤来代替高阶煤迫在眉睫。然而，现在的低阶煤(特别是褐煤)主要用于煤矿附近的电厂发电，经济效益极低。

　　低阶煤提质方面的研究虽然较多，但是大多数方法均以生产高发热量固体燃料为主，温和条件下煤的分离手段非常有限，较为可行的方法为溶剂萃取法。

　　低阶煤的酸洗脱灰可以提高有机溶剂对煤的萃取收率，低阶煤的阳离子交换也会影响其低温液化和热解反应。研究以促进低阶煤的热溶剂提质分离及对此过程机理做较深入的研究为目的，考察了酸洗脱灰和阳离子交换对低阶煤热溶剂提质分离产物收率及性质的影响。

　　采用酸洗脱灰、酸洗和Na/Co离子交换对两种低阶煤(MM和LY)进行预处理，然后以1-甲基萘为溶剂对预处理煤进行热溶剂提质萃取，把煤分成提质煤(UC)、高分子量萃取物(deposit)和低分子量萃取物(soluble)3种主要固体组分，以及少量水和气体产物。结果表明，通过脱灰和离子交换均提高了两种萃取物的收率及碳含量，并明显促进了煤中含氧官能团的脱除。脱灰后MM煤的高分子量萃取物收率从3.5%增加到9.5%，Na离子交换LY的低分子量萃取物的碳含量高达85.3%、氧含量低于6.4%。离子交换对两种萃取物的物理化学性质有明显的影响，Na+的影响尤为显著。