摘 要褐煤的优质化利用是一项重要工程,从褐煤中提取腐植酸符合褐煤的科学优质化利用,这项工程重点是在于如何从褐煤中高效率的提取到腐植酸此文综述了褐煤的定义、性质、在我国的分布和储量情况、利用情况以及存在的问题,腐植酸的定义、性质、分类和应用对于目前从褐煤中提取腐植酸的方法做了归纳整理,同时也提到了腐植酸在生活中运用的一些优良性能,总述了腐植酸在人类生活中的运用领域和占比,展望了腐植酸的应用前景我国虽然拥有丰富的褐煤资源,但是褐煤本身所含水分高、灰分大,难以完全回收利用,所以科学家们寻找了新的褐煤综合利用方法,即从褐煤中提取名为腐植酸的一种大分子化学物质腐植酸的化学结构中拥有羧基、酚羟基等官能团,由于这些官能团的作用,使得其拥有很多良好的性能,被广泛用于工业、农业,牧业和环境等领域人类的腐植酸的需求日渐增大,提取腐植酸的方法也越来越多,其中碱溶酸析法是被运用的最多的工艺手法,作用机理主要是利用官能团与碱性溶液反应生成可溶性盐,利用酸性溶液调节pH值,达到固液分离,再分离与提纯其他提取方法还包括:酸提取法、催化剂法、微生物溶解法和有机溶剂萃取法等提取出来的腐植酸有着许多的性能,例如电化学性能、吸附性能、防缓腐蚀及防膨性能和抗硬水性能等。
关键词:褐煤;腐植酸;制备方法;性能AbstractExtracting humic acid from lignite is an important way to make good use of lignite, with emphasis on how to efficiently extract humic acid from lignite. This paper summarizes the definition, properties, distribution and reserves of lignite in China, utilization and existing problems, and the definition, properties, classification and application of humic acid. At present, the methods of extracting humic acid from lignite are summarized. At the same time, some excellent properties of humic acid in life are also mentioned. The application proportion of humic acid in human life is summarized, and the application prospect of humic acid is prospected.China has abundant lignite resources, but lignite itself has high water content and ash content, which is difficult to fully utilize. Therefore, scientists have searched for a new utilization method of lignite, that is, extracting a substance called humic acid from lignite.Humic acid has carboxyl, phenolic hydroxyl and other functional groups in its structure, which makes it have many good properties and can be used in industrial, agricultural, animal husbandry and environmental fields. The demand of human humic acid is increasing day by day, and there are more and more methods to extract humic acid. Among them, alkali dissolution and acid precipitation is the most widely used technique. Its mechanism of action is mainly to use functional groups to react with alkaline solution to generate soluble salt, and use acidic solution to adjust pH value to achieve solid-liquid separation, then separation and purification. Other extraction methods include: acid extraction, catalyst, microbial dissolution and organic solvent extraction. The extracted humic acid has many properties, such as electrochemical properties, adsorption properties, anti-corrosion and anti-swelling properties and anti-hard water properties.Key words: lignite; Humic acid; Application; Preparation method目 录第1章 引言 1第2章 褐煤 32.1 褐煤的定义及性质 32.2 褐煤利用现状 32.3 褐煤的传统化利用 32.3.1 褐煤的燃烧发电 32.3.2 褐煤的热解 42.4 褐煤的优质化利用设想 42.4.1 工艺流程 42.4.2 工艺流程优点 42.5 褐煤利用存在的问题 5第3章 腐植酸 73.1 腐植酸的定义及性质 73.2 腐植酸的分类 73.3 腐植酸的应用 8第4章 褐煤制备腐植酸 114.1 碱提取法 114.2 酸提取法 124.3 微生物溶解法 124.4 催化剂法 124.5 有机溶剂萃取法 13第5章 腐植酸的性能 155.1 电化学性质 155.2 吸附性能 155.3 防腐缓蚀及防膨性能 155.4 抗硬水性能 155.5 化学改性 165.6抑制性能 165.7 其他性能 16第6章 总结与展望 196.1 总结 196.2 展望 19参考文献 21谢 辞 25第1章 引言我国有丰富的褐煤储量。
但由于褐煤自身的缺点,例如热值较低、灰分较高、水分较大、稳定性很差等原因,未被有效的科学利用,直接燃烧利用的褐煤又会造成能效和对环境污染的问题因此,实现褐煤的高效、清洁和其他高附加值的利用是新一轮煤炭经济体制改革的重要内容和目标经检测,褐煤中含有丰富的腐植酸物质这些腐植酸由于在其化学结构中含有的如羧基、酚羟基等官能团,从而拥有了很好的化学性能,在人类活动中有着很大的影响和作用因此人类科学家研究腐植酸的步伐一直没有停止德国科学家在18世纪末最早提取出了腐植酸,由此拉开了科学界对于研究腐植酸的热潮我国在20世纪五六十年代开始研究腐植酸,由于国内褐煤的优良储备,我们的研究成果在全世界都享有名誉腐植酸的应用领域广泛,应用需求量大,所以如何高效、简单的提纯腐植酸成为了全国的一大难点随着自然环境和社会经济的进一步发展,腐植酸在人类科学活动中占据了越来越大的数目和比重中国的一些企业或者公司将腐植酸作为自己的主打科学产业,其中山西林海腐植酸科技有限公司作为腐植酸的美好使者,通过理论技术的不断开拓创新和科研实践的辛勤努力和耕耘,把腐植酸技术、产品、良好的企业形象展现在了全国性和国际性的会议值得一提,腐植酸已成为了人类生活和科学活动中的重要一环。
第2章 褐煤2.1 褐煤的定义及性质褐煤是一种低阶煤,一般外观呈淡褐色,无光泽,因此得名褐煤[1]褐煤自身容易发生化学反应,在干燥空气中易风化,所以不易长期储存和远距离运输,燃烧时会严重污染空气由于它本身含大量的挥发份物质,很容易在空气中燃烧并冒烟从横截面上可以清楚地看出原来由裸子植物生长形成的木质痕迹木质中含有大量腐殖酸,可溶于酸性溶液和碱性溶液中褐煤有着高含碳量,密度约为1.1-1.2g/cm3,挥发成分大于40%无胶质层厚度发热量约为23.0-27.2兆焦/公斤(5500-6500千卡/公斤)相对密度1.2~1.45g/cm32.2 褐煤利用现状我国国有褐煤资源丰富,已经基本确定和初步探明的国有煤炭资源储量大约为1.311×105mt,约占目前为止全国各部分地区所有煤炭总量和资源累计储量的13%,主要的褐煤源分布在位于我国华北和西南两个主要省份和边远地区,其余的部分地区较少褐煤传统的利用方式以直接燃烧为主,也可用于液化、气化等褐煤直接燃烧是最常用的,也是使用时间最长的一种方法,但由于褐煤中水分大,内部孔隙多,且在运输过程中容易出现问题,所以褐煤基本会选择在附近电站燃烧利用褐煤的液化主要是通过一系列物理化学手段将褐煤转化成如汽油、液化石油气等液态燃料的洁净煤技术。
气化褐煤的工艺过程是在气化炉中以褐煤为原料,在一定的高温条件下与添加的气化剂发生一系列反应,最终将褐煤转化为煤气的过程[2]2.3 褐煤的传统化利用2.3.1 褐煤的燃烧发电褐煤的直接燃烧,用于发电是我国褐煤的传统利用方式之一,但是由于褐煤内部的水分大,不便于远距离运输等缺点,褐煤的燃烧发电实际上浪费了褐煤的能源,还极大的增加成本,污染环境2.3.2 褐煤的热解褐煤的热解是指褐煤在隔绝空气、且在高温高压的环境下,受热分解成煤气体,焦油和其他化学品等热解是对褐煤资源有效利用的重要过程之一,可以使褐煤资源转化为其他的直接利用品,产生更大的经济收益的同时,热解也可以降低褐煤内部的水分和温度2.4 褐煤的优质化利用设想针对褐煤的水分高,燃烧发电效益低等问题,提出了一种新型的褐煤利用工艺流程,即褐煤发电热解联合热水干燥工艺,该工艺主要就是对褐煤进行高质量的脱水工作2.4.1 工艺流程采用工艺方法筛分褐煤,然后对其进行划分时利用低温干馏的方式, 对划分后的褐煤分别进行热水干燥工作,干燥之后会产生蒸汽,这些蒸气必须做到回收利用, 这样既能降低成本, 也能减少对环境的污染在工艺过程中生产出来的各种工艺成品, 全部都要对其进行价值评估, 然后考虑其实际作用, 对其用途做出最明确的选择。
2.4.2 工艺流程优点1、减少对环境的污染干燥褐煤时所用的蒸汽是褐煤燃烧发电后产生的蒸汽,干燥后产生的水蒸气和二氧化碳会进行回收,从而减少了对于环境的污染2、更加高效的利用了热能利用了低温干馏的余温等, 降低了成本经济的投入,还大大降低了工作风险, 实现了工作要求的安全第一理念3、充分利用了之前没有经济价值的部分在干燥工作完成之后,产生了些许残留物,例如大分子焦油等,传统工艺对这类物质难以回收利用,但在此工艺中,大分子焦油可以被利用与干燥后的褐煤表面,将褐煤包裹其中,防止对水分的吸收2.5 褐煤利用存在的问题虽然提出。