我國是世界上最大的產(chǎn)煤國和煤消耗國,煤炭占我國一次能源的3 /4,高硫煤儲量約占總儲量的1 /3, 并且高硫煤開采比例也逐年上升。燃煤和燃油產(chǎn)生的SO2、NOx 和CO2 等隨煙氣排入大氣,導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染,是大氣污染的元兇,又是產(chǎn)生酸雨的主要原因,造成的經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá)數(shù)百億元。而且根據(jù)我國的資源構(gòu)成和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ),未來50 a里,中國一次能源消耗以煤為主的格局難以改變。如何采取可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略,開發(fā)廉價的、操作簡便的煤脫硫技術(shù),將具有深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)意義。

對煤中硫的存在狀態(tài)分析可知,煤中全硫包括無機(jī)硫和有機(jī)硫。無機(jī)硫分為硫化物硫、元素硫和硫酸鹽硫,其中,硫化物硫細(xì)化為黃鐵礦硫、白鐵礦硫和砷黃鐵礦硫,硫酸鹽硫包括石膏、綠礬及其它類;有機(jī)硫包括硫醚、硫醇、硫醌、二硫醚、雜環(huán)硫和噻吩硫類等。含硫化合物與煤的大分子活性有機(jī)官能團(tuán)反應(yīng)經(jīng)過各種物理、化學(xué)、生物和地質(zhì)等作用后構(gòu)成有機(jī)硫;而無機(jī)硫多為物理作用,以孤粒附著或夾雜、包裹和嵌布形式與煤結(jié)合在一起。

我國煤中硫的分布有一定的規(guī)律,一般全硫量在 0. 5%以下的低硫煤,硫的形態(tài)以有機(jī)硫為主,硫鐵礦含量較少,硫酸鹽含量甚少;全硫量大于2%的高硫煤,硫的形態(tài)則以硫鐵礦較多,有機(jī)硫較少,硫酸鹽甚少。但西南、中南地區(qū)某些高硫煤有機(jī)硫含量很高,如合山煤中,有機(jī)硫占全硫量的比例高達(dá)80% ,對于這一類高硫煤,洗煤脫硫基本無效。

在眾多的煤潔凈、脫硫技術(shù)中,煤的燃燒前脫硫技術(shù),其脫硫成本僅相當(dāng)于洗滌煙氣脫硫的1 /10,同時燃燒前脫硫便于大規(guī)模、全面地控制燃煤的SO2、粉塵排放,因而受到高度重視。

煤炭的脫硫技術(shù)總體上分為煤燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫3種。燃前脫硫技術(shù)主要包括通過在高硫煤中配入低硫煤的配煤技術(shù)和通過洗選減少硫分、灰分以降低SO2的排放的選為技術(shù)。但配煤技術(shù)還有待于進(jìn)一步完善。燃燒中脫硫技術(shù)主要指添加固硫劑的型煤技術(shù)和爐內(nèi)噴入鈣系脫硫劑的粉煤燃燒技術(shù)，這類辦法可脫硫50％～60％，但效率不高，有易結(jié)渣、磨損和堵塞的問題。燃燒后脫硫技術(shù)又稱煙氣脫硫技術(shù)，發(fā)達(dá)國家研究的比較多，效率較高，但成本也比較高。對于我國這樣的發(fā)展中國家來說，煤的燃前脫硫，尤其是通過選煤來降低煤的硫含量具有非常重要的意義。選煤是潔凈煤技術(shù)的源頭技術(shù)，既能脫硫又能脫灰，同時還可以提高熱能利用效率，并且選煤的費用又遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于燃燒中脫硫和燃燒后脫硫。

煤的燃前脫硫又分物理法、化學(xué)法和生物法3 種。物理法脫硫是依據(jù)煤炭顆粒與含硫化合物的比重、磁性、導(dǎo)電性及其懸浮性而發(fā)展的去除煤中無機(jī)硫的方法，其優(yōu)點是過程比較簡單，已經(jīng)有大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用。缺點是不能同時去除煤中有機(jī)硫，而且無機(jī)硫的晶體結(jié)構(gòu)、大小及分布影響脫硫效果和煤炭回收率�；瘜W(xué)法的原理或者是通過氧化劑把硫氧化，或者是把硫置換而達(dá)到脫硫的目的。它最大的優(yōu)點是能脫除大部分無機(jī)硫(不受硫的晶體結(jié)構(gòu)、大小和分布的影響)和相當(dāng)部分的有機(jī)硫。其缺點是必須高溫、高壓并使用腐蝕性瀝濾劑，因此過程能耗大，設(shè)備復(fù)雜，到目前為止，因經(jīng)濟(jì)成本太高不能投入實際應(yīng)用。生物法的原理是利用微生物能夠選擇性地氧化有機(jī)或無機(jī)硫的特點，去除煤炭中的硫元素。它的優(yōu)點是既能除去煤中有機(jī)硫又能除去無機(jī)硫，且反應(yīng)條件溫和，設(shè)備簡單，成本低。目前常采用的是浸出法和表面氧化法，是當(dāng)前國內(nèi)外煤炭脫硫研究開發(fā)的熱點。

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