淺析煤中硫的分布特征與煤炭燃前脫硫研究現(xiàn)狀

張 慎

（河北西柏坡發(fā)電有限責(zé)任公司,河北 平山 050400）

高硫煤中的硫含量較高，對(duì)后續(xù)設(shè)備和管道等會(huì)造成嚴(yán)重的腐蝕，并且不經(jīng)處理的高硫煤燃燒，會(huì)造成其中90%的硫轉(zhuǎn)化為SO，SO是有毒氣體，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。因此，經(jīng)濟(jì)有效的脫硫技術(shù)也就具有十分重要的意義。

1 煤中硫的分布

我國煤中硫的分布存在一定的規(guī)律，含硫量小于0.5%的煤主要是有機(jī)硫，通常來源于原始植物蛋白，含硫量大于2%的煤屬于高硫煤。絕大多數(shù)煤中硫呈無機(jī)硫形態(tài)，主要以黃鐵礦硫形態(tài)存在。我國高硫煤的分布情況如表1。

表1 高硫煤的分布特征

相關(guān)研究統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，煉焦煤中氣肥煤含硫量最高（3.42%），其次為肥煤（1.67%）、貧瘦煤（1.62%）、焦煤（1.43%）、瘦煤（0.90%）、氣煤（0.66%）、1/2中粘煤（0.55%），1/3焦煤（0.53%）。根據(jù)成煤的不同條件，各個(gè)時(shí)代和不同地區(qū)形成的煤含硫量不同，總的變化趨勢(shì)為海陸交互相沉積或者淺海相沉積煤田的煤中硫較高，陸相沉積煤的煤中硫普遍較低。

2 煤炭燃前脫硫研究現(xiàn)狀

根據(jù)煤的利用階段不同，煤脫硫分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫。燃燒前脫硫，是在煤炭使用前進(jìn)行處理，除去煤炭中的硫,可以有效地避免煤在燃燒中硫形態(tài)的改變，減少煙氣中的含硫量，并減少煙道的腐蝕現(xiàn)象。

2.1 物理脫硫

物理脫硫方法我國目前應(yīng)用最廣、最可行和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的脫硫方法，能夠有效地除去煤中的無機(jī)硫，對(duì)有機(jī)硫效果有限。

2.1.1 重選脫硫

重選脫硫是充分利用煤與黃鐵礦的密度差異，通過搖床、重介旋流器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)分選，實(shí)現(xiàn)含硫的礦物與煤的分離。由于三者之間的密度差異較大，通過重選脫硫法可以有效的實(shí)現(xiàn)煤的脫硫，并且成本較低、處理量大、對(duì)環(huán)境污染較小。

2.1.2 浮選法脫硫

該方法主要運(yùn)用于細(xì)粒和微細(xì)粒煤炭脫硫，主要根據(jù)礦物表面的理化性質(zhì)差異來實(shí)現(xiàn)分選任務(wù)。煤中黃鐵礦的疏水性比普通黃鐵礦要好，容易漂浮并進(jìn)入泡沫層降低精煤率，影響脫硫效果。因此，還需要加強(qiáng)相關(guān)抑制劑以及其他浮選脫硫方法的研究。

2.1.3 磁選電選脫硫

該方法主要根據(jù)煤中有機(jī)質(zhì)具有弱順磁性的性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)煤的脫硫，包括溶劑磁性強(qiáng)化技術(shù)與表面磁性強(qiáng)化技術(shù)。但是該方法的除灰效果欠佳，通常與浮選法結(jié)合來進(jìn)行煤的脫硫。

2.1.4 微波脫硫

微波脫硫主要包括直接脫硫法、微波化學(xué)脫硫法和微波預(yù)處理磁選脫硫法。直接脫硫法即是將煤直接暴露在微波照射下，煤中的含硫礦物在加熱作用下，受熱分解，從而達(dá)到脫硫的目的。微波化學(xué)脫硫法，是化學(xué)處理與微波照射相結(jié)合的方法，通過對(duì)煤的酸洗與堿浸漬完成脫硫處理。微波預(yù)處理磁選脫硫法，首先通過微波選擇性的增強(qiáng)黃鐵礦的磁性，然后采用磁選方法進(jìn)行脫硫。

2.2 化學(xué)脫硫

化學(xué)脫硫主要用于煤中有機(jī)硫的分離。

2.2.1 熱堿液浸出法

該方法的首先以堿液作為浸出劑（在一定的溫度和壓力條件下），將硫鐵礦以及有機(jī)硫轉(zhuǎn)化成硫化物或亞硫酸亞等，然后進(jìn)行洗滌和過濾脫離出硫分。相關(guān)研究還發(fā)現(xiàn)，先通過強(qiáng)氧化劑脫除硫，然后再經(jīng)熱堿液浸出能夠?qū)o機(jī)硫完全脫除。

2.2.2 溶劑法脫硫

溶劑法包括熔融堿法、有機(jī)溶劑法與超臨界流體萃取法。其中熔融堿法將熔融堿與煤粉混合，并與黃鐵礦、有機(jī)硫反應(yīng)生成可溶性物質(zhì)，再通過洗滌就能夠?qū)⒘蚝碗s質(zhì)脫除。超臨界流體萃取法與有機(jī)溶劑法相似。

2.3 生物脫硫

生物脫硫法針對(duì)性較強(qiáng)，主要是利用微生物代謝的氧化還原反應(yīng)，使含硫化合物氧化，再經(jīng)過酸洗和過濾來進(jìn)行脫硫。

2.3.1 生物浸出脫硫

該方法主要利用微生物作為氧化劑，如氧化亞鐵硫桿菌等，通過氧化分解反應(yīng)，將黃鐵礦轉(zhuǎn)化成不可燃的硫酸鹽，然后經(jīng)水溶解并洗脫除硫。該方法操作簡單、耗能較低，成本較低、環(huán)保適用，但微生物的氧化分解時(shí)間較長。

2.3.2 生物表面氧化處理法

該方法是在煤漿中加入微生物，微生物與煤漿混合，并能夠很好的附著在黃鐵礦顆粒上，從改變黃鐵礦的親水性使其沉淀，沉淀進(jìn)入尾礦實(shí)現(xiàn)脫硫。該方法具有較大的優(yōu)越性，既縮短了脫硫時(shí)間，同時(shí)也具有較好的脫灰作用。

2.3.3 微生物絮凝法

微生物絮凝法主要是利用細(xì)菌對(duì)礦物絮凝的不同能力來對(duì)煤與黃鐵礦進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)脫硫。

3 結(jié)束語

在實(shí)際應(yīng)用中必然要對(duì)不同的煤炭采用不同的脫硫處理方案，因此還需要深入開展不同脫硫方法的研究，對(duì)各種方法取長補(bǔ)短。

[1]秦丙克,張?jiān)?煤炭燃前脫硫研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J].云南化工,2012(03).

[2]楊云云.煤中硫的分布特征與煤炭燃前脫硫研究現(xiàn)狀[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)（學(xué)術(shù)版）,2012(10).