一种基于太阳能STEP热-电化学耦合高效脱硫并制氢气的方法
阅读：1030发布：2020-12-29
专利汇可以提供一种基于太阳能STEP热-电化学耦合高效脱硫并制氢气的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种基于 太阳能 STEP热-电化学耦合高效 脱硫 并制氢气的方法。该方法包括如下步骤：(1)对 煤 炭进行预处理，获得 煤粉 ；(2)将煤粉和固态 电解 质混合后形成的固态材料置于密闭的电解装置内；和(3)在320-380℃和1.8-3.0V下对固态材料电解4-8h，通过太阳能集热装置提供电解所需的 热能 ，通过光伏 电池 提供电解所需的 电能 。本发明首次提出了一种基于太阳能STEP热-电化学耦合高效脱硫并制氢气方法，方法所需的 能量 全部来源于太阳能，过程中不需要添加任何额外的能量。，下面是一种基于太阳能STEP热-电化学耦合高效脱硫并制氢气的方法专利的具体信息内容。
1.一种基于太阳能STEP热-电化学耦合高效脱硫并制氢气的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)对煤炭进行预处理，获得煤粉；
(2)将煤粉和固态电解质混合后形成的固态材料置于密闭的电解装置内；和(3)在320-380℃和1.8-3.0V下对固态材料电解4-8h，通过太阳能集热装置提供电解所需的热能，通过光伏电池提供电解所需的电能。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在380℃和3.0V下进行所述电解，电解时间为8h。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述固态电解质为粉末状氢氧化钠。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，
所述煤粉和所述固态电解质的质量比为1：(10-15)，优选为1:10。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，
电解采用双电极体系，电极均为镍电极。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，
所述太阳能集热装置为聚焦式太阳能集热器；和
所述太阳能光电转换装置为多晶硅光伏电池。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
在进行所述电解时，通过稳压器对太阳能光电转换装置输出的电压进行调节。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
通过配有热电偶的温度控制仪对太阳能集热装置提供的热能进行调节。
9.根据权利要求1至8任一项所述的方法，其特征在于，
所述预处理包括：
(a)对煤炭进行粉碎；
(b)对粉碎后的煤炭进行筛分；
(c)对筛分好的煤炭进行干燥；和
(d)对干燥后的煤炭进行脱灰处理。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
通过筛分筛选出120目以下的煤炭；
在40-60℃下对筛分好的煤炭进行干燥，干燥时间为20-24小时；和/或
所述脱灰处理按照如下方法进行：用无水乙醇将干燥后的煤炭浸湿，再加入40％氢氟酸溶液，将混合材料置于50-60℃的水浴装置中，边加热边搅拌；将所得材料过滤、冷却，加入50％盐酸溶液，依次进行搅拌、过滤、洗涤、干燥。
一种基于太阳能STEP热-电化学耦合高效脱硫并制氢气的
方法
技术领域
背景技术
[0002] 煤炭在我国能源消耗结构中占有70％左右的比例，是经济持续快速发展的重要保证。但煤炭中的硫在燃烧与炼焦过程中生成SO2，造成严重的空气污染并引发一系列环境问题。因此，煤炭脱硫对提高煤炭资源利用效率和环境保护有重要的意义。煤中硫依照存在状态可分为无机硫和有机硫。煤中的无机硫可以通过重选和浮选等物理方法脱除，但物理法仅能脱除部分黄铁矿，而且对细粒嵌布的如硫酸盐等无机矿物质的脱除并不适用。有机硫脱除比较困难，通常采用热碱浸出法和氧化法等化学方法，化学法一般需在强酸/碱或在高压条件下反应，可能会降低煤炭的黏结性、膨胀性以及热值。微生物脱硫能耗低，对煤质没有影响，但现有脱硫菌种单一，生产周期长，设备投资高，微生物产生变异的情况无法避免，脱硫工艺尚不成熟，仅适用于脱除微细粒的黄铁矿硫。
[0003] 电化学脱硫技术是一种在较低温度以及常压下进行的温和脱硫方法，其过程较容易实现且在工业上所需设备较为简单。该技术早在六十年代时就已经被提出，七十年代后人们对该技术进行了大量的研究。国外很多科学家分别对有隔膜H型电解槽、流化床电解槽、碱性条件下电解、酸性条件下电解等进行了大量的实验，但是在研究过程中发现电化学脱硫技术仍然存在许多问题，电解槽投入过大等问题仍然困扰着研究人员。我国对于电化学脱硫的研究起步较晚，近些年对于无隔膜电解槽的研究，可以在较温和的电解条件下脱除70％以上的无机硫和脱除最高达到60％的有机硫，但是仍然无法根本上解决成本高、能耗高的主要问题，并且有关电化学脱硫的机理的研究并未进行。
[0005] 目前未见任何利用太阳能高效脱除煤炭中的硫的相关报道。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种基于太阳能STEP热-电化学耦合高效脱硫并制氢气的方法。
[0007] 为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
[0008] 一种基于太阳能STEP热-电化学耦合高效脱硫并制氢气的方法，包括如下步骤：
[0010] (2)将煤粉和固态电解质混合后形成的固态材料置于密闭的电解装置内；和[0011] (3)在320-380℃和1.8-3.0V下对固态材料电解4-8h，通过太阳能集热装置提供电解所需的热能，通过光伏电池提供电解所需的电能。
[0012] 优选地，在380℃和3.0V下进行所述电解，电解时间为8h。
[0013] 优选地，所述固态电解质为粉末状氢氧化钠。
[0014] 优选地，所述煤粉和所述固态电解质的质量比为1：(10-15)，优选为1:10。
[0016] 优选地，所述太阳能集热装置为聚焦式太阳能集热器；和
[0020] 优选地，所述预处理包括：
[0021] (a)对煤炭进行粉碎；
[0022] (b)对粉碎后的煤炭进行筛分；
[0023] (c)对筛分好的煤炭进行干燥；和
[0024] (d)对干燥后的煤炭进行脱灰处理。
[0025] 优选地，通过筛分筛选出120目以下的煤炭；
[0026] 在40-60℃下对筛分好的煤炭进行干燥，干燥时间为20-24小时；和/或
[0027] 所述脱灰处理按照如下方法进行：用无水乙醇将干燥后的煤炭浸湿，再加入40％氢氟酸溶液，将混合材料置于50-60℃的水浴装置中，边加热边搅拌；将所得材料过滤、冷却，加入50％盐酸溶液，依次进行搅拌、过滤、洗涤、干燥。
[0028] 有益效果
[0029] 本发明的上述技术方案具有如下优点：
[0030] 本发明首次提出了一种基于太阳能STEP热-电化学耦合脱除煤炭中的有机硫和无机硫的方法，该方法同时利用太阳能光-热与太阳能光-电过程驱动煤炭中的有机硫和无机硫转化为稳定的硫酸根，以达到对煤净化的目的，同时还可获得氢气这种较为理想且具有一定经济价值的附加产物。
[0031] 本发明提供的方法所需的能量(包括热能与电能)全部来源于太阳能，由太阳能集热装置提供方法所需的热能，由太阳能光电转换装置提供方法所需要的电能，过程中不需要添加任何额外的能量。
[0032] 本发明利用长波长区具有的光-热效应为脱除煤炭中的二苯并噻吩提供必要的热能，同时利用可见光区为脱除煤炭中的二苯并噻吩提供必要的电能，显著提高了太阳光的利用率，实现了太阳光的全波段利用。
[0034] 图1是采用传统电化学方法下的二苯并噻吩的脱硫原理图；
[0035] 图2是采用本发明方法下的二苯并噻吩的脱硫原理图；
[0036] 图3是不同温度下的脱硫率；横坐标Temperature的含义为温度(℃)，纵坐标Desulphurization rate的含义为脱硫率(％)；
[0037] 图4是不同电解电势条件下脱硫率变化曲线；横坐标Potential的含义为电解电势(V)，纵坐标Desulphurization rate的含义为脱硫率(％)；
[0038] 图5是不同电解电势条件下氢气产量与脱硫率的关系图；横坐标Potential的含义为电解电势(V)，左侧纵坐标Desulphurization rate的含义为脱硫率(％)，右侧纵坐标Hydrogen generation的含义为氢气产量(ml)；
[0039] 图6是320℃时脱硫率随时间的变化曲线；横坐标Time的含义为时间(h)，左侧纵坐标Desulphurization rate的含义为脱硫率(％)。
具体实施方式
[0040] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041] 本发明首次提出了一种基于太阳能STEP热-电化学耦合脱硫并制氢气的方法。该方法同时利用太阳能光-热与太阳能光-电过程驱动煤炭中的有机硫和无机硫转化为稳定的硫酸根，以达到对煤净化的目的，同时还可获得氢气这种较为理想且具有一定经济价值的附加产物；该方法脱硫所需的能量(包括热能与电能)全部来源于太阳能，由太阳能集热装置提供方法所需的热能，由太阳能光电转换装置提供方法所需要的电能，过程中不需要添加任何额外的能量；本发明利用长波长区具有的光-热效应为脱除煤炭中的有机硫提供必要的热能，同时利用可见光区为脱除煤炭中的有机硫提供必要的电能，显著提高了太阳光的利用率，实现了太阳光的全波段利用；该方法不存在二次污染的问题。具体地，本发明提供的这一方法包括如下步骤：
[0042] (1)对煤炭进行预处理，获得煤粉；
[0043] (2)将煤粉和固态电解质混合后形成的固态材料置于密闭的电解装置内；和[0044] (3)在320-380℃和1.8-3.0V下对固态材料电解4-8h，通过太阳能集热装置提供电解所需的热能，通过光伏电池提供电解所需的电能。
[0045] 传统的电化学脱硫方法一般在低于100℃的低温条件下进行。发明人在研究中发现，低温下的有机硫以及总硫脱除效果并不理想，几乎无法脱除有机硫。本发明提供的脱硫方法在320-380℃下进行，该温区充分的利用了太阳能的光热作用，热效应最为明显。另外，由于本发明提供的这一方法所需的能量均来自太阳能，因此没有能耗高方面的顾虑。再考虑到煤质的变化与高温反应的不稳定性和不确定性，本发明将温度条件确定为320-380℃，例如，可以为320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃，而不是更高的温度条件。
[0046] 本发明在热场作用的基础上，通过强化电场的作用来提高脱硫效果。发明人在研究中发现，无机硫与有机硫在发生电化学反应的时候，所需要的电解电势是不同的，有机硫发生电化学氧化的电解电势要高于无机硫。在较低电位时，主要是无机硫进行脱除，无机硫的脱除率增长要快于有机硫，而当电位较高时，呈现相反的规律，有机硫的脱除率增长速度要高于无机硫。但无论是有机硫、无机硫还是总硫的脱除效果均是随着电解电势的增大而增强的。但是，过高的电解电势会造成电极氧化速度的提高，在反应较长时间时，电极效率会逐渐降低，从而影响煤的脱硫率，且过高的温度下氧化反应过于活跃很难控制，对于煤质的影响很难避免。基于上述内容，本发明将电解电压条件确定为1.8-3.0V，例如，可以为1.8V、2.0V、3.0V，而并未继续升高电解电势。
[0047] 以下是本发明提供的方法的脱硫机理：
[0048] 太阳能STEP热-电化学耦合煤转化脱硫过程是复杂的高温电化学氧化反应过程，探究其脱硫机理可以有效的帮助人们理解脱硫过程是如何发生的，并可以根据其机理对脱硫过程进行强化与调整，增加脱硫反应过程的效率与选择性。
[0049] 一般地说，煤中含有的硫主要以无机硫和有机硫两种形式存在，其中无机硫以硫铁矿硫和硫酸盐硫为主，硫酸盐硫主要存在于稳定的硫酸根中无法继续进行氧化，硫酸盐易溶于水溶液中，所以相比硫铁矿硫，硫酸盐硫更容易被脱除。那么对于无机硫的脱除主要集中在硫铁矿硫的脱除。
[0050] 以硫铁矿硫的脱除为例，其电化学反应可以表示为：
[0052] 4OH-→O2+H2O+4e
[0053] FeS2+OH-+O2→Fe(OH)3+SO42-+H2O
[0054] FeS2+14Fe3++8H2O→15Fe2++16H++2SO42-
[0056] 2H2O+2e-→H2+2OH-。
[0057] 熔融碱电解质为电化学反应提供了更多活性自由基，在反应过程中二价铁离子被氧化成三价铁离子，三价铁离子又与硫铁矿发生反应被还原为二价铁离子，这对于铁离子来说是一个化学循环，铁离子在这个反应过程中相当于催化剂的角色，不断的将硫铁矿中的硫消耗掉转变为硫酸根脱除。反应初期，在硫铁矿周围包裹着均匀的电解质，随着反应的进行，硫铁矿发生电化学反应，其颗粒逐渐变小，同时周围的电解质浓度也随之降低，生成的硫酸根及三价铁离子等产物向电解质中扩散，阳极所产生活性基团被硫铁矿颗粒所吸附，促进硫铁矿中硫的氧化，硫铁矿颗粒逐渐变小，随着时间的推移，硫铁矿进一步缩核，直至最后硫铁矿完全反应至核消失。当温度升高时，这个过程受到温度的影响，反应速率与活性自由基的数量均得到了强化，并且加快了硫铁矿对电解质中活性自由基的吸附与生成物质的脱附速度，从而提高了硫铁矿的脱硫速率。
[0058] 有机硫是最为难以脱除的部分，一般在煤中以含硫的官能团存在，比较典型的含硫官能团有硫醇、硫醚、二硫醚、硫醌及杂环硫等。在较高的反应温度下，硫醇基团以及二硫化物不稳定，在脱硫过程中会分解，所以在讨论有机硫的脱硫机理过程中以较为稳定的噻吩为模型化合物。噻吩类有机物的结构较为稳定，即使在高温碳化的过程中也能与有机质缩聚成高分子硫化物，其中在噻吩类的有机物中最难被氧化的有机物为二苯并噻吩。
[0059] 以二苯并噻吩的脱硫为例，如图1所示，采用传统电化学方法对二苯并噻吩进行脱硫过程可以分为五个步骤。第一步是二苯并噻吩进行初级氧化在硫上增加了一个硫氧双键，随着氧化的继续进行，在硫上增加两个硫氧的双键，硫氧键的加入减少了原有碳硫键的键能，使生成的氧化产物中的碳硫键变的越发不稳定，容易断裂而生成苯基苯酚亚磺酸。苯基苯酚亚磺酸被氧化后生成二氧化硫和联苯。
[0060] 可以看出，采用传统电化学方法时，二苯并噻吩没有被充分的氧化，生成二氧化硫。二氧化硫气体的释放对于环境和反应设备都是十分有害的，所传统方法即使能够实现也并不是十分理想的。
[0061] 发明人认为，在二苯并噻吩发生氧化的过程中最为主要的过程是在原有的噻吩结构的基础上对硫进行初级的氧化，破坏原有的噻吩稳定结构使其在氧化的作用下更加容易发生C-S键的断裂。就传统较低温度下的电化学而言，这个氧化过程在较低的电压下难以完成，并且考虑到电解质为水的缘故，在电化学氧化过程中若采用过高的电压会使水发生快速的电解反应，影响电解氧化的效果。
[0062] 本发明的方法在高温下进行。在高温环境中，二苯并噻吩的分子由于热效应发生了受热活化，使二苯并噻吩处于一种激发的状态，在这种状态下激发态的分子更加活泼具有更高的反应活性，所以原本需要提供较高电压才可以将其氧化的过程，在高温的辅助下使用较低的电压便可以实现。由于高温环境下，阳极表面可以形成更多的活性因子，且分子运动与反应速率均得到了加强，所以对于二苯并噻吩可以达到充分的氧化使最终的氧化产物不是二氧化硫和联苯而是硫酸根和联苯。
[0063] 图2是在本发明方法下的脱硫原理图。由图2所示，在二苯并噻吩增加了两个硫氧键后，由于体系内有足够多的活性因子，对于二苯并噻吩可以达到充分的氧化，生成的苯基苯酚亚磺酸断裂后生成了亚硫酸根而不是二氧化硫，亚硫酸根进一步的氧化生成了硫酸根。通过验证，本发明的产物并没有检测到二氧化硫，因此可以判断二苯并噻吩及类似结构的含硫有机物在氧化过程中得到了充分的氧化而生成硫酸根而不是二氧化硫。
[0064] 在一些优选的实施方式中，本发明提供的这一脱硫的方法在380℃和3.0V下进行所述电解，电解时间为8h，从而可以获得最好的脱硫效果以及氢气产量。
[0065] 在一些优选的实施方式中，所述固态电解质为粉末状氢氧化钠。318℃时氢氧化钠便可以熔融，并且能够提供较好的导电性。
[0066] 在一些优选的实施方式中，所述煤粉和所述固态电解质的质量比为1：(10-15)，例如，可以为1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15，最优选为1:10。
[0067] 在一些优选的实施方式中，电解采用双电极体系，电极均为镍电极。电化学反应过程中，电极作为发生电化学反应的重要媒介，影响并且决定了反应过程的效率以及产品的选择性等，电极材料的选择十分重要。太阳能STEP煤转化过程中，反应发生在长时间高温、高腐蚀的环境中，所以选择的电极需要能够在较长的反应时间内，耐高温、耐腐蚀、在高温环境中具有较好的物理化学稳定性，并且要兼顾经济成本与工业实现可能性等因素。镍电极的电极电势随电流密度的变化较为平缓，金属钝化的程度较小，电化学稳定性较好，具有一定的刚度与强度，因此本发明中的电极均采用镍电极。
[0068] 在一些优选的实施方式中，所述太阳能集热装置为聚焦式太阳能集热器。在一些优选的实施方式中，所述太阳能光电转换装置为多晶硅光伏电池。更优选地，在进行所述电解时，通过稳压器对太阳能光电转换装置输出的电压进行调节；和/或通过配有热电偶的温度控制仪对太阳能集热装置提供的热能进行调节。
[0069] 在一些优选的实施方式中，所述预处理包括：(a)对煤炭进行粉碎；(b)对粉碎后的煤炭进行筛分；(c)对筛分好的煤炭进行干燥；和(d)对干燥后的煤炭进行脱灰处理。通过这样的预处理使得煤粉具有适宜的最大颗粒度、灰分、均匀程度等。
[0070] 在本发明所提供的预处理中，首先要对煤炭进行粉碎，以减小煤炭的粒度并且增加不均匀物料的发散程度，使其性质均匀。粉碎可以利用密封式振动粉碎机进行，将煤炭粉碎1h，使煤样充分粉碎。然后，对粉碎后的煤炭进行筛分，将粉碎不充分与不符合颗粒度要求的煤样筛分出来，利用筛子，筛选出120目以下的样品。将筛分好的煤样置于干燥箱中，在40-60℃(例如，可以为40℃、45℃、50℃、55℃、60℃)下烘干20-24小时，例如，可以为20小时、21小时、22小时、23小时、24小时，以除去煤样中的大量水分。干燥的煤样经冷却后，进行煤样脱灰处理。由于采集的煤样含有大量的灰分，需要对原煤中的灰分进行预处理，以除去大量的灰分，以防灰分在实验过程中对于煤的脱硫转化过程产生影响。脱灰处理可以按照如下方法进行：用无水乙醇将干燥后的煤炭浸湿，再加入40％氢氟酸溶液，将混合材料置于
50-60℃(例如，可以为50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃)的水浴装置中，边加热边搅拌；将所得材料过滤、冷却，加入50％盐酸溶液，依次进行搅拌、过滤、洗涤、干燥。
50-60℃(例如，可以为50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃)的水浴装置中，边加热边搅拌；将所得材料过滤、冷却，加入50％盐酸溶液，依次进行搅拌、过滤、洗涤、干燥。
[0071] 更全面地，本发明提供的方法包括如下步骤：
[0072] (1)对煤炭进行预处理，获得煤粉；
[0073] 所述预处理包括如下步骤：(a)对煤炭进行粉碎；(b)对粉碎后的煤炭进行筛分，通过筛分筛选出120目以下的煤炭；(c)在40-60℃下对筛分好的煤炭进行干燥，干燥时间为20-24小时；和(d)对干燥后的煤炭进行脱灰处理。所述脱灰处理按照如下方法进行：用无水乙醇将干燥后的煤炭浸湿，再加入40％氢氟酸溶液，将混合材料置于50-60℃的水浴装置中，边加热边搅拌；将所得材料过滤、冷却，加入50％盐酸溶液，依次进行搅拌、过滤、洗涤、干燥；
[0074] (2)将煤粉和固态电解质混合形成的固态材料置于密闭的电解装置内；所述固态电解质为粉末状氢氧化钠；所述煤粉和所述固态电解质的质量比为1：(10-15)，优选为1:10；
[0075] (3)在320-380℃和1.8-3.0V下对步骤(2)中的固态材料电解4-8h，通过太阳能集热装置提供电解所需的温度条件，通过太阳能光电转换装置提供电解所需的电压条件；优选地，在380℃和3.0V下进行所述电解，电解时间为8h；电解采用双电极体系，电极均为镍电极；所述太阳能集热装置为聚焦式太阳能集热器；所述太阳能光电转换装置为多晶硅光伏电池；在进行所述电解时，通过稳压器对太阳能光电转换装置输出的电压进行调节；通过配有热电偶的温度控制仪对太阳能集热装置提供的热能进行调节。
[0076] 以下是本发明列举的实施例。
[0077] 实施例1
[0078] 所用的煤样为中国典型的高硫煤，开采于辽宁省的辽南红阳煤田。对原煤进行粉碎，利用密封式振动粉碎机，将煤样粉碎1h，使煤样充分粉碎。然后，对煤样进行筛分，将粉碎不充分与不符合颗粒度要求的煤样筛分出来，利用筛子，筛选出120目以下的样品。将筛分好的煤样置于干燥箱中烘干24h，以除去煤样中的大量水分。干燥的煤样经冷却后，进行煤样脱灰处理。脱灰处理按照如下方法进行：将干燥后的煤炭用无水乙醇将煤粉浸湿，加入40％氢氟酸溶液，置于60℃的水浴装置中，边加热边搅拌。将样品过滤、冷却，再加入过量的
50％盐酸溶液，经搅拌、过滤、多次洗涤、冷却干燥后备用。
50％盐酸溶液，经搅拌、过滤、多次洗涤、冷却干燥后备用。
[0079] 根据国家标准GB/T212-2008与GB/T476-2008对制备的煤样进行性质分析，分析结果如表1所示。
[0080] 表1
[0081] 水分/％ 灰分/％ C/％ H/％ O/％ N/％ S/％17.5 21.8 75.28 3.89 10.28 1.76 6.23
[0082] 根据国家标准GB/T214-2007与GB215-2003对制备的煤样中的全硫以及各种形态硫进行分析，分析结果如表2所示。
[0083] 表2
[0084]总硫(St,d％) 硫酸盐硫(Ss,d％) 硫化铁硫(Sp,d％) 有机硫(So,d％)
6.23 0.28 4.21 1.74
6.23 0.28 4.21 1.74
[0085] 对上述处理后的煤炭进行脱硫，包括如下步骤：
[0086] 将煤粉与氢氧化钠粉末混合，煤粉和氢氧化钠的质量比为1:10。将混合后的固态材料置于密闭的电解装置中，在320℃和2.0V下对固态材料电解4小时，电解采用双电极体系，电极均为镍电极。通过聚焦式太阳能集热器提供电解所需的温度条件，通过多晶硅光伏电池提供电解所需的电压条件；在进行所述电解时，通过稳压器对多晶硅光伏电池输出的电压进行调节；通过配有K型热电偶的温度控制仪对聚焦式太阳能集热器提供的热能进行调节。
[0087] 实施例2至实施例4
[0088] 实施例2至实施例4与实施例1的方法基本上相同，不同之处在于：实施例2至实施例4的电解温度条件分别为340℃、360℃、380℃。
[0089] 从图3中可以看出，有机硫的脱除率继续随着温度的升高而升高，并且升高的速度有了更大的改善，无机硫的脱除率几乎达到了100％，而总脱硫率伴随着有机硫脱除率的升高也保持着一定的上升态势。
[0090] 需要说明的是，本发明中所提到的总脱硫率＝(脱除的有机硫量+脱除的无机硫量)/总硫量×100％；有机硫的脱除率＝脱除的有机硫量/有机硫总量×100％；无机硫的脱除率＝脱除的无机硫量/无机硫总量×100％。
[0091] 实施例5至实施例14
[0092] 实施例5至实施例14与实施例1的方法基本上相同，不同之处在于：实施例5至实施例14的电解电势条件分别为1.0V、1.2V、1.4V、1.6V、1.8V、2.2V、2.4V、2.6V、2.8V、3.0V。
[0093] 从图4中可以明显的看出，在较低电位时，主要是无机硫进行脱除，无机硫的脱除率增长要快于有机硫，而当电位较高时，呈现相反的规律的现象。
[0094] 图5为不同电解电势条件下氢气产量与脱硫率的关系图。从图5中可以看出，随着电解电势的增加脱硫率与氢气的产量均有明显的增长。在低电位时，脱硫率与氢气产量均为较低的水平，很难达到对于煤中硫的电解，所以电解过程反应发生较慢且反应并不剧烈，所以在阴极收集到的氢气也并不是很多，而在高电位时，高温下驱动的煤中含硫发生电化学氧化反应，反应速率快，反应相对剧烈，在阴极处所收集到的氢气量也相应的有了明显的增加。对于附加产物氢气来说，是一种较为理想且具有一定经济价值的附加产物，其产量的增加可以提高脱硫过程的经济性与相应的经济附加值，所以就增加氢气产量的目的来说，在不影响煤的脱硫率的前提下，增加电解电势是具有一定实际意义的。
[0095] 实施例15至实施例21
[0096] 实施例15至实施例与实施例21的方法基本上相同，不同之处在于：实施例15至实施例21的电解时间分别为1h、2h、3h、5h、6h、7h、8h。
[0097] 如图6所示，随着时间的增加，脱硫率有较明显的变化，总脱硫率与无机硫、有机硫脱除率均呈现上升的趋势，这说明增加反应时间也可以有效的提高脱硫率。
[0098] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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