煤炭中硫的存在特征及脱硫
煤炭中硫的存在特征及脱硫
0 引言
人类社会经历了3 个能源时期：柴草时期、煤炭时期和石油时期[1-2]。到20 世纪70 年代，特别是1973 年与1979 年世界上两次大的石油危机爆发后，煤的应用受到了越来越多的关注。煤的燃烧、深加工等技术相继发展起来。但煤炭在服务于人类的同时也给人类的生存环境带来了污染。在我国，高硫煤大约占煤炭总量的三分之一[3]，燃烧排放出来的二氧化硫气体是污染大气的主要成分，是造成大面积酸雨的主要原因，燃煤污染已经对我国的经济发展产生了相当大的负面作用，所以控制燃煤硫化物的排放是目前我国治理大气污染的首要任务，因此研究出快速、有效、低廉的脱硫技术已成为当今煤炭行业和环境保护可持续发展的一个重要课题。
1 中国煤中硫的赋存特征
我国煤中硫的含量变化很大，从最低含硫量0.2%到最高8%以上均有。其中大约有30%的煤是含硫量＞3%的高硫煤。由于海陆交替相沉积的煤含硫量高，陆相沉积的总硫量较低，所以从地域的分布看，硫含量有自北往南，从东向西增加的趋势，即东北三省的煤均为低硫煤，四川和位于西南的贵州煤中硫的含量最高，不少煤中硫的含量高达5%以上。西北和华北地区是我国煤炭资源最集中的地区，许多煤田的上部分煤层属于山西组，属于低硫煤，但下部分属于太原组，为高硫煤。不过，随着开采深度的不断增加，我国主要煤矿区的硫含量都有增加的趋势，这个问题已经引起了高度重视[4-12]。
煤中的硫，一般分为无机硫和有机硫两类，无机硫可以分为硫酸盐硫和硫铁矿硫，以及少量的元素硫。硫酸盐硫以不同的硫酸盐形式存在，如石膏（CaSO4·2H2O）、硫酸钡（BaSO4）、硫酸亚铁（FeSO4 ·7H2O）等。而硫铁矿硫则主要是以黄铁矿硫的形态存在，黄铁矿硫是正方晶体结构，它多以结核状、透镜状、团块状和浸染状等形态存在于煤中。除了黄铁矿硫，硫铁矿硫还包括少量的白铁矿硫，它是斜方晶体结构，多呈放射状存在。此外，煤中还含有少量的其它无机硫化物，如黄铜矿（CuFeS2）、方铅矿（PbS）、闪锌矿（ZnS）及砷黄铁矿（FeS2·FeAS2）等等。
煤中的有机硫是一系列含硫有机官能团的总称，不过关于其详细的存在形态的相关报道较少。主要一方面有机硫是煤分子结构的一部分，它以交联结构及杂环形态存在，难溶、难脱除；另一方面，采用剧烈反应的研究方法会改变含硫组分的形态和结构。
2 煤中硫的危害
迄今为止，煤的利用方式主要还是直接燃烧，因而产生大量的SO2 气体，严重污染环境，污染了我们赖以生存的大气。众所周知，评价煤炭质量有两个主要指标：灰分和硫分。虽然煤炭的硫分与灰分相比含量很少，但危害却很大[13]。当煤作为动力燃料燃烧时，煤中可燃硫（主要是黄铁矿硫和有机硫）在燃烧过程中生成SO2 气体，它不仅腐蚀炉内的砖和金属设备，而且SO2 气体最终排入大气会对环境造成十分严重的污染。
(1)SO2 可溶入雨水中形成酸雨，使得土壤和江河水系酸化，危害森林和农作物的生长，严重破坏了生态环境。
(2)把煤先气化，然后用于合成氨的原料气，煤中硫分及其生成的硫化物气体不仅使得金属设备被腐蚀，而且由于煤气中硫化氢之类气体较多而不易脱净，会使合成催化剂中毒从而影响正常操作，以致影响产品的质量。
(3)SO2 除了会直接引起呼吸系统的疾病，危害人类的健康外，还会侵蚀建筑物、文物等暴露在空气中的大量设施和设备，尤其是能明显加速金属物等的腐蚀。
(4)当煤作为原料用于冶金业时，煤中的硫有70%进入焦炭产品中，严重的影响了焦炭的质量，从而对钢铁产量及钢铁的质量都产生重大的影响，同时炼焦时产生的硫化物等有害气体对设备有强烈的腐蚀性，据了解，对炼焦而言，硫对其的危害为灰分的10 倍。
(5)在煤炭存储时，煤中硫铁矿硫的存在，对煤的氧化和自燃起促进作用。主要由于硫化矿物表面属于热力学不稳定体系，极易被氧化。黄铁矿硫
是细粒分散在煤中，它在氧化时放出热量，同时使煤碎裂，在潮湿的空气中变成了硫酸铁，煤被破裂后增加了与空气接触的表面积，又促进了煤的氧化。而煤自燃的同时又会给大气带来污染[14]。
大量研究证实，煤中的硫分及其燃烧生成的SO2 等有害气体已经对环境造成严重的污染，严重的影响了大气质量，影响了我们国家的可持续发展，成为导致环境污染的重要原因和制约社会可持续发展的重要因素，引起了全世界各国的广泛关注。因此为保护生态环境，保护我们的家园，减少大气污染就必须大力发展洁净煤技术，使用洁净能源能够实现煤的洁净生产。同时煤中回收的黄铁矿在化学工业中，又是重要的原料。目前，我国生产硫酸的成本费用比较高，从煤炭中回收黄铁矿并加以综合利用，使其化害为利，变废为宝是很有意义的。
3 煤中硫的脱除方法及研究现状
煤中的硫不仅对煤的转化加工有害，而且对环境也造成了严重的污染，因此，煤中硫的脱除是煤利用过程中的一个重要问题。目前煤的脱硫技术与工艺主要分为燃前脱硫、燃中固硫和燃后脱硫。燃前脱硫在脱除煤中硫分方面效率较低，因此难以满足环保的要求；而燃中脱硫主要是在煤中添加一些固硫剂，在煤燃烧的过程，SO2 等含硫物就被其固定在煤渣中，流化床固硫技术、型煤固硫技术、炉内直接喷射脱硫技术等等都属于燃中固硫。燃中固硫投资少，运行费用低，不产生废气，但燃中固硫会对炉膛的温度有一定的限制，影响煤炭加工过程的正常运行，使得效率大大降低，并且该方法的脱硫效率也很低；燃烧后的烟气脱硫技术的发展和应用已经几近成熟，燃后脱硫的方法很多，如喷雾干燥法烟气脱硫、湿法烟气脱硫等，不过这种脱硫的方法虽然脱硫效率比较高，但工艺过程比较复杂，投资及运行费用都比较高，且占用场地较大等等，这些不足限制了它的广泛应用。综合考虑各种方法的优劣，目前我们采用最多的还是燃前脱硫，下面我们就主要讨论一下燃前脱硫。煤的燃前脱硫的方法很多，大体上可以分为物理脱硫、化学脱硫和生物法脱硫三种。
3.1 物理脱硫法
物理法脱硫是根据煤炭颗粒与含硫化合物在表面化学性质、导电性、密度和磁性等方面的差异而去除煤中无机硫的方法。迄今为止，物理净化法是惟一已经工业化的煤炭净化技术。煤炭物理净化系统的中心环节是把产品与废渣分离的分选过程。一般包括以下三个过程：即煤炭的预处理、煤的分选和产品的脱水。目前常用的物理脱硫法有常规洗选法、跳汰法、重介质法、浮选、磁选法和辐射照射法等[15]。
(1)常规洗选法
这是煤中脱灰、脱硫的主要方法之一，目前已经具有一定的工业生产规模。我国是世界上唯一一个以原煤作为产量计量的国家，德、澳、法、日等国的原煤入选率都在90%以上，而我国只有40%左右，其中动力煤入洗率仅为7.6%，远低于其它国家。
(2)选择性油团聚和选择性絮凝法
这一方法是利用煤和黄铁矿不同的表面性质，在水、煤混合物中加入一种与煤不相混溶的液体物质，煤被该物质润湿，就会集中在一起呈絮凝状和团块状，从而与不凝聚的黄铁矿分离。目前，各国都投入很大力量研究选择什么样的团聚剂和絮凝剂。
(3)高梯度磁选法
主要是使用微波使煤中的FeS2 分解成FeS，在黄铁矿的表面产生富铁区，再通过具有超强度永久磁盘的高梯度磁选机，黄铁矿颗粒就会被吸在磁筒上从而脱除煤中的硫。这一方法不仅可以脱除煤中黄铁矿的硫，而且还具有干燥煤的优点。
(4)跳汰法
它的基木原理是：煤层在脉动的液体中，由于液体周期性的上下运动，交替的收缩和膨胀，导致煤粒因密度按从上到下逐渐增加的顺序进行分层，从而达到分选的目的。由于跳汰法适合于各种不同的原煤，具有流程简单，投资少，设备操作和检修维护均比较方便，处理能力强，成本低等优点，因此跳汰法是目前应用最广泛的一种脱无机硫方法。
(5)浮游选煤
又称浮选，是依据煤和矿物质的表面物理化学性质的差别及对水呈现的不同的润湿性，分选细粒煤(＜0.5mm)的选煤方法。浮选法使煤炭全粒级分选得以实现。国外关于浮选脱硫主要集中在黄铁矿的高效抑制剂的研究这方面；在国内，张明旭等采用选择性絮凝的粗选—精选流程脱除极细分布的黄铁矿和灰分杂质，并取得了很好的效果，它不需在现有的浮选工艺上做大的改变，并且絮凝剂用量也很小[16]。朱红、施秀屏等人进行了电化
学法抑硫浮选的研究，通过试验证实，在低的矿浆电位下，黄铁矿能被有效抑制，从而提高了脱硫效率，与未经处理的浮选精煤相比，在产率相近时，脱硫率可提高将近20 个百分点[17]。另外，葛蕙等通过试验证明，在一定的磁场强度下或含有一定磁场强度的磁化水中用浮选机对0.5mm以下的细粒高硫煤进行浮选，可以达到较好的脱硫效果[18]。太原理工大学的董宪姝、王志忠对浮选法脱硫的最佳工艺条件进行研究，指出药剂用量即起泡剂、捕收剂的用量在浮选过程中对脱硫有显著影响，而矿浆浓度、单位面积充气量对其则影响不大[19]。
近年来，选煤生产技术发展较快，但选煤基础研究还满足不了生产的发展需要。到目前为止，煤的物理净化技术仅能降低煤炭中灰的含量和黄铁矿硫含量，只能脱除部分的黄铁矿，且这种方法对脱除细粒散布的有机矿物质并不实用，同时选煤厂排出的废渣中包括煤岩石和煤泥，含有大量的细煤，从而造成了能源的浪费。
3.2 化学脱硫法
化学方法脱硫主要是利用氧化剂把硫氧化或把硫置换出来从而达脱硫的目的。化学法脱硫的效率较高，能脱除大部分无机硫和相当部分的有机硫。根据所用化学试剂的种类及反应原理的不同，可以将化学脱硫法分为：氧化法、碱处理法、热解法、溶剂萃取法和微波处理法等。
（1）氧化法
化学氧化脱硫是利用化学氧化剂与煤在一定的条件下进行反应，将煤中硫分转化为可溶于水或酸的组分，达到脱硫的目的。根据氧化剂种类的不同，氧化脱硫法有很多种，大多具有脱除煤中无机硫和部分有机硫的能力。目前典型的工艺有：过氧化氢与醋酸复合氧化法、次氯酸钠氧化法、氯氧化法、金属离子氧化法、高锰酸钾氧化法、空气氧化法等。
在金属离子氧化法中，应用最多的是硫酸铁[Fe（SO4）3]，这也是在所有化学脱硫方法中唯一能够具有工业规模的、最具有吸引力的Meyers 浸提系统脱硫法中使用的脱硫剂。
（2）碱处理法
碱处理法用得最多的是熔融苛性碱浸提脱硫法，它是将常规法已选脱除部分硫和灰分的煤，再粉碎到一定粒度，与苛性碱按一定比例混合，在惰性气体的保护下加热到一定温度（200-400℃），将煤中硫转化为可溶性的碱金属硫化物或硫化硫酸盐，然后经水洗、酸洗、水洗，除去这些可溶性的硫化物，即可获得超低灰和超低硫的洁净煤，这种洁净煤粉可代替燃油在某些特殊环境和条件下使用。
（3）热解法
热解脱硫法是在惰性或还原性气体的保护下，以不同加热速度或最终温度，对煤进行热处理，使煤中不同形态的硫发生不同的动力学反应，在气、液、固三相产物中以不同形态和含量进行分配，从而实现脱硫的目的。
（4）溶剂萃取法
溶剂萃取脱硫法是近年来刚发展起来的煤净化高新技术，是将煤与有机溶剂按一定比例混合，对混合物进行加热处理，利用有机溶剂分子与煤中含硫官能团之间的物理、化学作用，将煤中硫抽提出来的脱硫方法。这种脱硫法能够侧重于脱除物理法难以脱除的有机硫，对有机硫的脱硫率
在50%以上。目前主要有：四氯乙烯萃取脱硫法、TCA 萃取法、乙醇超临界萃取脱硫法等[20-23]。
另外，还有电化学脱硫、氯解法等等。多数的化学脱硫法均是在高温高压下进行，有的还使用不同的氧化剂，因此，操作费用和设备投资费用比较高。此外，反应条件也比较强烈，可能导致煤质发生变化。
3.3 生物脱硫法
生物脱硫是在常温常压下利用微生物代谢过程的氧化还原反应达到脱硫的目的。该方法是从生物湿法冶金技术发展而来的。目前煤炭生物脱硫的基木方法有：生物浸出法、生物表面氧化处理法和生物选择性絮凝法等。
生物脱硫中的细菌脱硫主要是利用某些细菌能氧化煤中FeS2，使之变为可溶性硫酸盐，不过这类细菌对有机硫不起作用，但另有一些细菌针对煤中的有机硫有分解作用。这类菌主要有硫杆菌类、磺菌类和CB 菌系列。
在我国，侯春[24-25]等从煤中筛选菌株进行了对煤中硫脱除的研究。任雁秋[3]等引用空气搅拌法，研究了内蒙古自治区酸性废渣矿井水、土壤液、城市污水和工厂废液对乌达雀儿沟煤中硫的脱硫能力。叶春松[26]等通过试验研究了影响微生物脱硫的几个主要因素，并确立了参数的最佳值。
目前，大多数的微生物脱硫工艺尚未发展到工业生产规模，仍处于试验研究中。
以上就是三种主要的脱硫方法。物理脱硫法经济，工艺简单，成本低廉，易于实现工业化生产，不过难以脱除煤中呈细分散状分布的无机硫，对有机硫更是束手无策，脱硫效率比较低；化学脱硫法既可脱除煤中的无机硫，也可脱除部分的有机硫，但多数化学方法需要在强酸、强碱和强氧化剂及高温、高压的条件下操作，工艺条件相对比较苛刻，并且反应剧烈，易造成煤性质的变化，操作成本昂贵，能量收率低；生物脱硫主要是时间比较长，进程缓慢，并且适合于生物脱硫的微生物菌种不多，对有机硫的脱硫率低，对煤颗粒要求非常细等，目前尚未得到实际应用。
4 煤中全硫含量的测定
准确的了解煤中硫的含量及形态有利于我们对煤炭加工过程的控制。目前国标中提供的全硫测定方法[27]有:重量法(艾氏卡法)、库仑滴定法和高温燃烧中和法。重量法的特点是精确度较高，适用于成批测定，但所需时间比较长；高温燃烧法的优点是快速，在短时间内（20-30分钟）即能得出化验结果，但准确度不如重量法。
5 结束语
21 世纪，全球进入能源危机时代。煤、石油、天然气三大能源面临枯竭，国际能源价格一再飙升，能源危机迫在眉睫。作为拥有14 亿人口，且经济与生产正处于飞速上升期的超级大国，我国所面临的能源危机更为严重。另外，化石能源在燃烧的过程中，对环境造成了很大的污染。越来越明显的温室效应、海平面不断上升、继汶川地震之后的智利、海地、玉树地震、各地煤矿的塌陷事故等等，种种迹象显示地球已经超负荷了，向人类敲响了警钟，发出了红色警戒。为了保护我们唯一的家园，为了我们的子孙后代，我们需要更深入的去研究煤炭加工的各个过程，从而高效率的利用我们现有的化石能源，将污染最低化。与此同时，寻找新的低污染的可再生的能源也不失为一种缓解目前能源危机、缓解环境压力的方法。
在职硕士论文
[参考文献] (References)
[1] 张双全，吴国光.煤化学[M]徐州:中国矿业大学出版社，2004
[2] 钟蕴英,关梦嫔,崔开仁等.煤化学[M]徐州:中国矿业大学出版社，1992，1-2
[3] 任雁秋，郑坤灿，张捷宇等.煤的微生物脱硫实验研究[J].包头钢铁学院学报，2000（19）：167
[4] 岳紫龙.采用浮选法分离煤中硫的试验研究[D].贵州贵阳：贵州大学，2007
[5] 陈鹏.中国煤中硫的赋存特征及脱硫.煤炭转化，1994，17（2）
[6] 陈鹏.中国高硫煤及其排放SO2 污染控制.煤炭转化，1998，21（3）：1-6
[7] 李学亮.国外煤炭脱硫降灰技术的发展趋势.中国煤炭，2000，26(7)：61-67
[8] 张自韵.叶大武等高硫煤限产的可能性及环境与经济评价.洁净煤技术，1999 ，5 ( 3 ) ：5-9
[9] 李瑞.中国煤中硫的分布.洁净煤技术，1998，4 (1)：44-47
[10] 何京东等.我国煤炭中硫的分布及脱硫发展方向.国外金属矿选矿，1999(5)：30-33
[11] 朱东.超声波和微波技术对煤浮选及脱硫效果的影响[D].淮南：安徽理工大学，2008
[12] 史进.煤燃烧过程中高温物相固硫的实验研究[D].杭州：浙江大学，2004
[13] 葛运培，王景禹，陈鹏.煤中有机硫直接测定及脱硫率测算方法[M].北京:煤炭科学技术，1992.55-58
[14] 董宪姝.煤电化学强化浮选脱硫过程及机理的研究[D].山西太原：太原理工大学，2002
[15] 崔才喜.正丙醇脱煤中有机硫的机理分析[D].重庆：重庆大学，2007
[16] 张明旭，Shaving Yu，王晓黎.用选择性絮凝技术精选细粒高硫煤[J].煤炭科学技术，1998 (4):25-28
[17] 朱红，施秀屏.电化学法抑硫浮选的研究[J].中国矿业大学学报，1997 (4):23 - 25
[18] 葛蕙.磁化浮选脱硫初探[J].煤炭技术，2003(1):56-59
[19] 董宪姝，王志忠.浮选法脱硫的最佳工艺条件研究[J].选煤技术，2003,(4):22-25
[20] 赵景联，宋思民，张莲影等.四氯乙烯溶剂法脱除煤中有机硫的研究[J].煤炭转化，2002,25(1):48-51
[21] 郭树才，李文.煤的超临界萃取脱硫[J].洁净煤技术，1993(2):21-25
[22] 王峰，宋恩民，张莲影.利用四氯乙烯脱除煤中有机硫的机理探讨[J].煤炭加工与综合利用，1998(5):12-14
[23] 徐龙君，邹德均，程煜娟.正丙醇脱煤中有机硫的研究[J].煤炭转化，2006,29(4):13-16
[24] 侯春，李俊，朱海涛等.利用微生物脱除阳宗海电厂燃煤中硫的研究I.菌种筛选〔J].菌种筛选.云南大学学报，1998(20):505-506
[25] 侯春，李俊，朱海涛等.利用微生物脱除阳宗海电厂燃煤中硫的研究II .影响脱硫的因素[J}.云南大学学报，1998(20):507-508
[26] 叶春松，张敬东.燃煤微生物法前期脱硫研究[J].环境保护科学，1996, 22(3):19-21
[27] 段云龙.煤炭实验方法标准及其说明[M].北京:中国标准出版社，1991.253-256
煤的脱硫
脱硫,是指将煤中的硫元素用钙基等方法固定成为固体防止燃烧时生成SO2。目前脱硫方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫等3类。 一、燃烧前煤脱硫技术 主要为煤炭洗选脱硫，即在燃烧前对煤进行净化，去除原煤中部分硫分和灰分。 分为物理法、化学法和微生物法等。 1、物理法：主要指重力选煤，利用煤中有机质和硫铁矿的密度差异而使它们分离。该法的影响因素主要有煤的破碎粒度和硫的状态等。主要方法有跳汰选煤，重介质选煤，风力选煤等。 2、化学法：可分为物理化学法和纯化学法。物理化学法即浮选；化学法又包括碱法脱硫，气体脱硫，热解与氢化脱硫，氧化法脱硫等。 3、微生物法：在细菌浸出金属的基础上应用于煤炭工业的一项生物工程新技术，可脱除煤中的有机硫和无机硫。我国当前的煤炭入洗率较低，大约在20％左右，而美国为42％，英国为94．9％，法国为88．7％，日本为98．2％。提高煤炭的入洗率有望显著改善燃煤二氧化硫污染。然而，物理选洗仅能去除煤中无机硫的80％，占煤中硫总含量的15％～30％，无法满足燃煤二氧化硫污染控制要求，故只能作为燃煤脱硫的一种辅助手段。 二、燃烧中煤脱硫技术 煤燃烧过程中加入石灰石或白云石作脱硫剂，碳酸钙、碳酸镁受热分解生成氧化钙、氧化镁，与烟气中二氧化硫反应生成硫酸盐，随灰分排出。在我国采用的燃烧过程中脱硫的技术主要有两种：型煤固硫和流化床燃烧脱硫技术。 1、型煤固硫技术：将不同的原料经筛分后按一定比例配煤，粉碎后同经过预处理的粘结剂和固硫剂混合，经机械设备挤压成型及干燥，即可得到具有一定强度和形状的成品工业固硫型煤。固硫剂主要有石灰石、大理石、电石渣等，其加入量视含硫量而定。燃用型煤可大大降低烟气中二氧化硫、一氧化碳和烟尘浓度，节约煤炭，经济效益和环境效益相当可观，但工业实际应用中应解决型煤着火滞后、操作不当会造成的断火熄炉等问题。 2、流化床燃烧脱硫技术：把煤和吸附剂加入燃烧室的床层中，从炉底鼓风使床层悬浮进行流化燃烧，形成了湍流混合条件，延长了停留时间，从而提高了燃烧效率。其反应过程是煤中硫燃烧生成二氧化硫，同时石灰石煅烧分解为多孔状氧化钙，二氧化硫到达吸附剂表面并反应，从而达到脱硫效果。流化床燃烧脱硫的主要影响因素有钙硫比，煅烧温度，脱硫剂的颗粒尺寸孔隙结构和脱硫剂种类等。 为提高脱硫效率，可采用以下方法： （1）改进燃烧系统的设计及运行条件 （2）脱硫剂预煅烧 （3）运用添加剂，如碳酸钠，碳酸钾等 （4）开发新型脱硫剂 三、燃烧后烟气脱硫技术 烟气脱硫的基本原理是酸碱中和反应。烟气中的二氧化硫是酸性物质，通过与碱性物质发生反应，生成亚硫酸盐或硫酸盐，从而将烟气中的二氧化硫脱除。最常用的碱性物质是石灰石、生石灰和熟石灰，也可用氨和海水等其它碱性物质。 共分为湿法烟气脱硫技术、干法烟气脱硫技术、半干法烟气脱硫技术三类，分别介绍如下： 1、湿法烟气脱硫技术湿法烟气脱硫技术是指吸收剂为液体或浆液。由于是气液反应，
湿法烟气脱硫技术的研究现状与进展
1.研究背景 众所周知，二氧化硫是当今人类面临的主要大气污染物之一，根据15年来60多个国家监测获得的统计资料显示，由人类制造的二氧化硫每年达1.8亿吨，比烟尘等悬浮粒子1.0亿吨还多，己成为大气环境的第一大污染物。 在我国的能源结构中，能源结构中煤炭所占比例高达73%，石油为21%，天然气和水能仅占2%和4%。这个比例在一个相当长的时期内不会有根本性的改变。而据对主要大气污染物的分类统计分析，在直接燃烧的燃料中，燃煤排放的大气 污染物数量约占燃烧排放总量的96%，大气中90%S0 2，71%CO，85%的CO 2 ，70%的 NO以及70%的粉尘来自煤炭的直接燃烧。因此，我国的大气环境污染仍然以煤烟 型为主，主要污染物是二氧化硫和烟尘。目前我国S0 2 年排放量连续超过2000 万吨，超过欧洲和美国，使我国成为世界S0 2 排放第一大国。 二氧化硫污染对人类造成的危害己被世人所知，二氧化硫的污染属于低浓度、长期的污染，它的存在对自然生态环境、人类健康、工农业生产、建筑物及 材料等方面都造成了一定程度的危害。S0 2 污染排放问题已成为制约我国国民经 济发展的一个重要因素，对S0 2 排放的控制与治理己刻不容缓。其中，火力发电机组二氧化硫排放量的削减更成为了重中之重。 与此同时，气候变暖也已经成为一项全球性的环境问题,受到了许多国家的关注。人类活动所释放的二氧化碳是导致全球变暖的最重要的温室气体。其中火 电厂燃用矿物燃料所释放的CO 2 ,是全球二氧化碳浓度增加的主要原因之一。 随着我国经济的快速发展，控制能源消耗造成的环境污染，特别是控制燃煤造成的二氧化硫污染和二氧化碳的排放成为保证社会和经济可持续发展的迫切要求。 烟气脱硫是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式，是控制酸雨和二氧化硫污染的主要技术手段。湿法石灰石一石膏烟气脱硫作为一种相对较成熟、脱硫效率较高的脱硫技术，得到了广泛的应用。石灰石- 石膏湿法烟气脱硫因其脱硫效率高、工艺成熟、安全性可靠性高、系统运行稳定、维护简单、投资成本与运行成本较低、脱硫副产物可综合利用等优势而成为目前火电厂烟气脱硫最常采用的工艺。世界各国的湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小异，主要是使用石灰石(CaCO3）、石灰（CaO)等浆液作洗涤剂，在反应塔中对烟气进行洗涤，从而除去烟气中的SO2。 2.湿法石灰石/ 石膏脱硫工艺原理 当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经经破碎磨细成粉状后加水搅拌制成吸收浆。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的So2与浆液中的碳酸钙进行化学反应、再通过鼓入空气氧化，最终产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，经换热器加热升温后排人烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。 石灰或石灰石法主要的化学反应机理为：
我国烟气脱硫发展现状研究
我国烟气脱硫发展现状研究 发表时间：2019-08-08T16:04:27.593Z 来源：《知识-力量》2019年9月36期作者：赵魏 [导读] 在我国快速发展的过程中，我国的经济在快速的发展，对于我国电厂烟气脱硫工艺现状及发展综述的研究，其主要目的在于了解当前我国火电厂烟气脱硫工艺的现状，我国火电厂烟气脱硫在发展过程中的应用效果，为日后提高脱硫工艺技术在我国火电厂烟气脱硫中的应用水平提供宝贵的建议。本篇文章主要对当前我国火电厂烟气脱硫工艺的现状进行概括，对我国火电厂烟气脱硫生成物的综合性利用进行分析，同时对当前我国火电厂烟气脱硫过程中存在 （郑州大学，450000） 摘要：在我国快速发展的过程中，我国的经济在快速的发展，对于我国电厂烟气脱硫工艺现状及发展综述的研究，其主要目的在于了解当前我国火电厂烟气脱硫工艺的现状，我国火电厂烟气脱硫在发展过程中的应用效果，为日后提高脱硫工艺技术在我国火电厂烟气脱硫中的应用水平提供宝贵的建议。本篇文章主要对当前我国火电厂烟气脱硫工艺的现状进行概括，对我国火电厂烟气脱硫生成物的综合性利用进行分析，同时对当前我国火电厂烟气脱硫过程中存在的诸多问题和相应解决措施进行深入研究。 关键词：烟气脱硫工艺；脱硫石膏；环保机制 引言 目前，国内火电烟气脱硫行业的发展已渐趋成熟，多有报道；非火电烟气脱硫行业虽已发展多年，却鲜见报道。本文对非火电烟气脱硫行业的发展情况进行了初步分析。本文所指非火电烟气脱硫主要是指大型企业所建自备电厂和热电厂、开发区热电厂、北方大中型供热站的65t/h以上锅炉以及烧结机、水泥炉窑、玻璃炉窑等工业炉窑的烟气脱硫。 1脱硫现状 SO2控制方法多种多样，世界各国研究开发的SO2控制技术达200多种，其中有的已投入使用，有的仍处在研究阶段。目前，控制燃煤SO2污染技术可分为4类：煤燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、煤转化过程中脱硫以及燃烧后烟气脱硫。煤燃烧前脱硫目前仅能除去煤炭中的部分无机硫，而其中的有机硫尚无经济可行的去除技术；燃烧中脱硫主要包括型煤固硫技术和循环流化床燃烧脱硫技术；煤转化过程中脱硫主要包括煤气化技术、煤液化技术及水煤浆技术，但这两类脱硫技术单机容量都不大，国内目前尚处于引进技术和示范试验阶段，有的投资大、技术要求高，难以短时间内在国内大面积推广使用。相比较而言燃烧后的烟气脱硫被认为是控制SO2最行之有效的途径。 2我国烟气脱硫发展 2.1建立健全火电厂烟气脱硫环保机制 建立健全火电厂烟气脱硫环保机制是解决当前我国火电厂烟气脱硫问题的主要措施。我国火电厂烟气脱硫的环境管理制度和法规等主要以达标为最终要求，而当前我国相关环境保护法律法规仍不够健全，严重限制了我国火电厂烟气脱硫工艺的发展，因此必须要建立健全火电厂烟气脱硫环保机制，通过分析当前火电厂烟气脱硫过程中存在的问题，建立健全的环境法律法规，并要求相应企业单位严格遵守，对于环境违法者通过相应法律规定对其严格处理，加大执法力度，逐渐解决我国火电厂烟气脱硫中存在的问题。 2.2湿法脱硫技术 烟气湿法脱硫技术是世界上广为应用的脱硫技术。到目前为止，可供选择的湿法脱硫技术较多，主要有石灰石／石灰—石膏法、氢氧化镁（氧化镁）法、氢氧化钠法、亚硫酸钠法、氨法、海水法等。其中，石灰石／石灰—石膏法因其工艺具有技术成熟、效率较高（>90％）、运行可靠、操作简单、烟气中的粉尘对脱硫过程影响小，以及原料来源丰富、成本低廉、运行可靠和钙利用率高（>90％）等优点，其装机容量占现有工业脱硫装置总容量的85％。但是，目前我国大型烟气脱硫装置一般采用国外低pH浆液空塔喷淋技术，运行过程液气比高、pH低，投资及维护成本高。除此之外还存在吸收剂消耗量大、生成物难处理、易产生二次污染等问题。除此之外，该方法易在设备内形成积垢，且存在堵塞、腐蚀与磨损的弊端。以500MW燃煤电厂为例，采用石灰石／石灰—石膏法每年消耗石灰6.1万t（或石灰石13.2万t），生成废渣43.8万t。即使是改良后的双碱法也由于Na2SO4难以再生，需要不断向系统补充NaOH或Na2CO3，造成碱的消耗增多。超重力脱硫技术是北京化工大学开发的一种湿法脱硫新工艺，于2010年在巨化硫酸厂实现工业化应用，形成了20万t/a硫酸工业尾气SO2深度脱除与资源化利用成套产业化装置和工艺。超重力技术利用强化宏观传质和微观混合过程的方法，减少设备内物料的停留时间，大幅缩小设备的尺寸与质量，生产强度得到提高、易于操作，开停车、维护与检修方便。超重力脱硫在巨化硫酸厂的运行结果表明：其脱硫效率高达98％以上，尾气排放的SO2浓度低于200mg/m3，是一种值得推广的湿法烟气脱硫技术，应用前景广阔。 2.3非火电烟气脱硫市场容量 非火电烟气脱硫市场容量的测算一直是个难点，在各种可见的资料中，说法不一。从存量市场来看，各种资料对非火电市场容量的估算在150亿～250亿元之间。增量市场容量的估算缺乏相关资料，难以做出准确预计。通过国内招投标网、拟在建项目网等网站（这些网站中项目信息以新上项目为主，包含了国内绝大多数新上项目，可以用来估算增量市场）65t/h以上锅炉或烟气量相当的工业炉窑脱硫项目进行初步统计，2009—2011年，项目信息数分别为100、250、350左右，非火电烟气脱硫项目平均合同额约为1500万元，则2009—2011年非火电烟气脱硫市场总量分别达到了15亿元、37.5亿元、5 2.5亿元，市场容量增长迅速。 2.4半干法脱硫技术 在湿法和干法脱硫技术基础上，结合湿法脱硫工艺反应充分、效率高，干法脱硫工艺投资少，无需废水处理的优势，开发出了半干法脱硫技术。它是除了湿法脱硫工艺之外，应用最广的脱硫技术，占市场份额的10％。半干法脱硫技术是将石灰浆液喷入反应塔中，借助烟气自身热量使吸收液中的水绝热蒸发后随烟气排出，烟气中SO2则以亚硫酸钙／硫酸钙的形式固定后外排。以氧化锌烟尘为吸收剂，浆化后吸收锌冶炼挥发窑烟气，二氧化硫以亚硫酸盐和硫酸盐的形式回收，二氧化硫回收率达到90％以上。 结语 本文首先组要对我国火电厂烟气脱硫工艺的现状进行阐述，从脱硫石膏以及钙化产物的利用和脱硫废水的利用对我国火电厂烟气脱硫生成物的综合性利用进行分析，同时从火电厂烟气脱硫环保机制不够健全、火电厂烟气脱硫经济政策不够配套以及提高火电厂烟气脱硫产业的发展技术等方面对当前我国火电厂烟气脱硫过程中存在的诸多问题进行探讨，并提出相应的解决当前我国火电厂烟气脱硝问题的相关对策。 参考文献 1]杨根生.对我国火电厂烟气脱硫的现状研究及未来发展展望[J].科技创新与应用，2013，03（25):61. 2]孙志国，谢洪勇，梁尚云，等.可资源化烟气脱硫技术研究概况[J].上海第二工业大学学报，2013，07(02):77-85.
中国煤炭资源现状
中国煤炭资源现状中国是世界第一产煤大国，也是煤炭消费的大国。1996 年中国煤炭探明可采储量居世界第三位，全行业年煤炭开采量达到近10 亿吨。煤炭行业已经成为国民经 济高速发展的重要基础。中国煤炭状况：在我国的自然资源中，基本特点是富煤、贫油、少气，这就决定了煤炭在一次能源中的重要地位。与石油和天然气比较而言，我国煤炭的储量相对比较丰富，占世界储量的11.60% 。我国煤炭资源总量为 5.6 万亿吨，其中已探明储量为1万亿吨，占世界总储量的11%。建国以来，煤炭在全国一次能源生产和消费 中的比例长期占70%以上。据有关部门预测，到2005 年，全国一次能源生产量为12.3 亿吨标准煤，其中煤炭为7.85 亿吨标准煤（折合11 亿吨原煤），仍占63.8%。专家预测，在本世纪前30 年内，煤炭在我国一次性能源构成中仍将占主体地位。我国的煤炭资源分 布广泛但不均匀。全国除上海外，其他省（区）、市均有探明储量。从地区分布看，储量主要集中分布在山西、内蒙古、陕西、云南、贵州、河南和安徽，七省储量占全国储量的81.8%，分布呈现“北多南少” “西、多东少”的特点。当前我国煤炭行业产业的低机械化带来的采煤效率低下，煤炭企业占用劳动力过多，煤炭开采安全等突出问题日渐严重；煤炭行业的低进入壁垒以及高退出壁垒使得我国煤炭行业竞争无序，较低的产业集中度也造成了国际竞争力的下降。因此，加快调整产业结构，促进我国煤炭行业的健康、可持续发展，成为我国煤炭行业工作的重点。近年来，煤炭行业在国家一系列政策措施的支持下，坚持以发展为中心，以结构调整为主线，通过实施关井压产、关闭破产和安全专项整治，使煤炭供需总量基本平衡，经济运行持续好转，呈现恢复性增长的强劲势头。但是，煤炭行业存在的一些深层次矛盾和问题还没有从根本上解决。这里，我主要是从“煤炭产业集中度低”这一方面进行具体的说明。与发达市场经济国家相比，我国煤炭行业的市场集中度很低。据了解，目前世界各产煤国煤炭行业集中度均高于中国，美国年产煤10 亿吨左右，前 4 家公司占70%；澳大利亚年产煤近 4 亿吨， 5 位公司占71%；前印度年产煤 4.5 亿吨， 1 家公司占90%。然而，我国高度分散的市场结构加剧了小矿与大矿之间激烈的资源争夺战，为现代化矿井建设和大规模机械化开采留下了巨大的隐患，进而导致我国煤炭市场的供需失衡，煤炭产业效率极低的规模结构，影响了我国煤炭企业的国际竞争力严重制约了煤炭产业发展，造成了有限煤炭资源的巨大浪费。（ 1 ）产品附加值低，经济效益低。炭开采业发达，煤炭加工业滞后；产品初级加工较发达，深加工、精加工较 欠缺，产业链条短；产品品种单一，产业发展过于依赖初级产品；煤炭加工转化率低，投入产出率低，产业自我积累能力低下，经济效益不佳。具体表现在：筛选、洗选、炼焦、发电在煤炭加工转化的整体数量中占有绝对比重，而深度加工产品极低。一些科技含量较高的清洁能源产品和技术，如工业型煤，干法洗煤、水煤浆、煤焦油深加工、煤层气开发等基本上还停留在初级阶段。 （2）.煤炭企业管理水平低，劳动力素质低。几年，在旺盛 市场需求刺激下，一些大中型煤矿超能力、超强度生产，采易弃难，造成采掘衔接紧张，资源回收率低，矿井服务年限下降，埋下事故隐患，导致重特大事故频发。煤炭行业从业人员多是富余人员、待业青年、农转非家属，文化水平普遍较低。产业结构调整后，不能 尽快适应新的产业在技术方面和管理方面的要求，使经济增长的数量和质量不协调，严重制约了煤炭企业优化调整产业结构的步伐。
煤炭脱硫的意义
煤炭脱硫的意义 煤炭是中国分布最广，储量最多的能源资源，在中国的国民经济和社会发展中占有极其重要的地位。中国煤炭资源丰富，是世界上最大的煤炭生产和消费国，在能源生产和消费中煤炭约占70％左 右，是中国最主要的能源。根据《国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要》，21世纪的前10年，中国经济将持续快速发展，发展速度保持在6％一7％以上，为保证能源与经济的协调发展，中国能源工业将保持快速发展的势头，能源的生产和消费量将会有较大的增长。但是煤炭工业中一直存在一个急待解决的问题，即由于煤中含硫和其它矿物质，用作燃料在燃烧过程中要向大气中释放 出高浓度的SO 等有害气体和烟尘，对环境造成严重的污染，对人体健康和动植物生长都会造成不利影响。在中国能源消费结构中对煤炭的过分依赖加剧了环境污染。煤炭的生产和利用是大气污染、酸雨等区城性环境问题，以及气候变化等全球性环境问题的主要影响因素。中国约有85％的煤炭用于直接燃烧，而85％的SO 和70％的烟尘排放都与燃煤有关。燃烧产生的排放物(包括烟尘、SO 、NO CO 等)成为中国大气污染的主要来源。有关资料显示，近年来日趋严重的酸雨，其主要来源就是煤中硫化物经燃烧后释放到大气中的sO：造成的。据报道，中国长江以南已出现大面积的酸雨区。酸雨出现的频率大，不仅腐蚀设备、污染大气，还严重破坏生态环境，如四川、贵州的一些地方就出现森林死亡、植被退化等生态环境破坏严重的问题。而在炼铁时，由于煤中含硫将会降低焦炭的质量，煤中的硫每上升0．1％，
焦比要升高1．2％一2％，生铁产量就要下降2％，因此严重影响钢铁产品的产量和质量。此外，煤炭中的硫对煤的自燃也有一定的促进作用。煤炭在今后相当长的时期内将是中国能源的主体，为了促进能源与环境的协调发展，必须减少SO：等污染物的排放量。随着中国大气污染防治法律、法规和标准体系的初步建立，对大气环境质量的检测也日益严格。20世纪9o年代后期，国家环保总局会同有关部门划定了酸雨和SO：污染控制区，制订了对两控区内煤炭、电力等重点行业SO：污染的控制规划。1998年1月12日，国务院批准《酸雨控制区和SO：污染控制区划分方案》，2002年国家环保总局发布的 《两控区”酸雨和二氧化硫污染防治“十五”计划》，明确了治理酸雨和SO：目标和措施。根据国家有关部门的规定，炼焦和发电用煤的含硫量必须控制在1％以下，一般用煤含硫量必须控制在1．5％以下。在这种要求下，煤炭企业都千方百计降低煤炭的含硫量，以满足对产品的要求和减少对环境的污染。中国是一个发展中国家，研究和开发出高效、低成本的煤炭脱硫技术，将具有重要的经济和环保意义。
煤中硫的脱除技术
煤中硫的脱除技术 煤中硫的脱除技术 煤炭是世界上最丰富的化石燃料资源，占世界化石燃料贮量的70%以上。目前煤炭约占世界一次能源消费的30%，按世界能源会议预测，煤炭作为一次能源的重要组成部分的地位将在相当长时间内不会改变，预计2020 年煤炭将占世界一次能源消费的33.7%。中国是煤炭生产和消费大国，目前煤炭提供了我国一次能源的75%，在可预见的未来几十年内，煤炭仍将是我国主要的一次能源[1]。煤炭作为能源对人类的发展作出了巨大的贡献，但在煤炭的开发与利用过程中也产生了一系列污染问题，尤其是燃烧过程中所产生的烟气产生的可见及潜在的危害，危及生态平衡与人类生存。 全球性的4大公害：大气烟尘、酸雨、温室效应、臭氧层破坏，随着经济快速发展已经严重影响人类的生存条件。大气污染与能源生产和利用有着直接的关系，尤其是煤炭的开发利用是烟尘、酸雨和温室效应的主要根源，臭氧层的破坏亦和煤炭开采过程中的排放甲烷(CH4)有很大关系。 其实，煤和天然气、石油一样，其本身并非污染源，只
是由于洁净利用和转化技术的落后才使得以煤炭为主要能 源的国家环境污染严重，煤直接燃烧带来的环境问题至今无有效根治的方法[2]。因此，解决煤炭利用率低下、污染严重的根本途径就是合理、清洁、高效地利用煤炭资源，大力开发和应用洁净煤技术错误！未找到引用源。，讨论并分析烟 气净化技术是非常重要及必要的。 1.1煤炭利用对环境的影响 煤炭在利用过程中促进了我国经济的快速增长，但是煤炭利用的效率比较低，对环境造成了一定的负面影响。屈小娥对中国1990-2009年的环境污染进行评价，选取工业SO2排放量、工业烟尘排放量、工业粉尘排放量等污染指标，发现以煤为主的能源消费结构在支撑经济发展的同时，也带来了严重的环境污染[3]。 多数学者研究煤炭利用对大气环境的影响。有的学者从定性的角度进行研究。董雪玲、刘大锰认为燃煤排放的烟尘中含有大量潜在的危害物质，尤其是粒径小于10?m的可吸入颗粒物，会降低大气能见度，进而污染大气环境[4]。路忠贤、唐永顺认为煤炭在开采过程中会产生大量的煤尘和粉尘，在燃烧过程中排放的有害气体会对大气环境造成污染[5]。许
中国煤炭行业现状分析及未来发展趋势简析
中国煤炭行业现状及未来发展趋势简析 摘要 煤炭在我国的一次性能源生产和消费中均占主体地位，同时，我国煤炭生产 和消费量均居世界第一位。随着我国经济发展进入新常态，煤炭行业现状及其发展趋势更加成为关注的热点。从2012年开始，煤炭行业告别了10年的发展旺盛期，进入了萧条时代，尤其是15年煤炭行业彻底地进入了“寒冷的冬季”，目前仍没有回暖的迹象，发展趋势不容乐观。 关键词：煤炭行业；现状分析；未来趋势 引言：煤炭作为我国主要的能源基础和工业原料，长期以来，推动了中国经济的快速发展。截止到2014年年底，我国煤炭资源探明储量为1145亿吨，位居世界第三位，占全球储量的12.8%，而石油和天然气分别仅占全球的1.1%和1.8%具 体情况如图表所示 2014年中国一次能源探明储量情况 能源单位2014年占全球比例（%）储采比世界平均储采 比（%） 石油10亿桶18.5 1.1 11.9 52.5 天然气万亿立方 米 3.5 1.8 25.7 5 4.1 煤炭亿吨1145 12.8 30 110 注：储采比：用任何一年年底剩余的储量除以该年度产量，所得的计算结果即表明如果产量继续保持在该年度的水平，这些剩余储量可供开采的年限。 从表中可以看出我国的煤炭储采比远低于世界平均水平，但从资源保证年限角度分析，煤炭仍是中国能源安全和经济安全的基础，在中国能源格局中具有不可替代的地位。
1、我国煤炭行业的现状 1.1 受到国家宏观制度的制约 煤炭行业属于高危行业，国家对其加强了安全整顿，无论是从设备上还是从安全防护措施上都加大了监管力度，这样就增加了吨煤成本。其次煤炭污染严重，导致近几年来雾霾现象十分严重，国务院于2013年9月发布《关于大气污染防治行动计划》，明确到2017年，京津冀、长三角、珠三角等区域大气细颗粒物浓度分别下降25%、20%、15%左右，煤炭在全国能源消费中的占比降至65%以下。不断强化的环境约束以及国家能源政策的变动对煤炭在中国能源结构中的主体地位带来了较大冲击，再有新能源的出现与提倡，如核能、太阳能、风能等产业的出现大大地挤压了煤炭的产量，占有了煤炭一定的利润空间。其中，可再生能源的增长是对煤炭的直接代替。 如表1所示 年份能源生产总量 （万吨标准煤） 构成（能源生产总量=100） 原煤原油天然气水电、核电、 风电 2010 296916 76.6 9.8 4.2 9.4 2011 317987 77.8 9.1 4.3 8.8 2012 333300 76.6 8.9 4.4 10.1 2013 356536 75.9 8.4 4.5 11.2 2014 357079 73.8 8.5 4.8 12.9 资料来源：《煤炭工业统计提要》《BP世界能源统计年鉴2015》 1.2受到国际煤炭市场的制约 我国加入WTO成为世界经济组织的一员。在国际市场经济这个平台里，信息的流动性与资源的共享性发展迅速，国外的矿石、铁粉、煤炭以其品质好、价格低等优点打入我国煤炭市场。如下图
煤炭脱硫原理简介
煤炭脱硫原理简介 一、煤中硫的存在 煤中的硫根据其形成形态，可分为有机硫、无机硫两大类。有机硫是指与煤的有机结构相结合的硫，煤炭含有的有机硫的主要官能团为硫醇、硫化物、二硫化物和噻吩等。 而无机硫是以无机物形态存在的硫，通常以晶粒夹杂在煤中，如硫铁矿硫和硫酸盐硫，其中以黄铁矿（FeS2）为主。根据在燃烧过程中的行为，煤中的硫又可分为可然硫和不可燃硫，一般来说，有机硫、黄铁矿硫和单质硫都能在空气中燃烧，属于可燃硫。在煤燃烧过程中不可燃烧的硫残留在煤灰中，如硫酸盐硫。通常煤中的极大部分的硫为可燃硫。 二、煤炭脱硫 煤炭脱硫是燃烧前的净化控制技术，有物理方法、化学方法和微生物方法等。1．煤炭的物理脱硫法 至今为止，物理净化法是唯一工业化的煤炭净化方法，我国广泛采用的跳汰法、重介质选煤法和浮选法都属于物理净化方法。一般包括三个过程：煤炭的预处理、煤炭的分选、产品的脱水。把产品与废渣分离的分选过程是煤炭净化系统的中心环节，其原理一般是根据煤与杂质的颗粒大小、密度、以及表面的物理化学性质的差别以及对水呈现的润湿性的不同，在一定的设备和介质中实现的。煤炭的物理净化法只能降低煤炭中灰的含量和黄铁矿硫含量。 2．煤炭的化学脱硫法 煤炭的化学净化法可以脱除其中大部分的黄铁矿硫，还可以脱除有机硫，另外，煤的损失还比较少。化学净化法种类繁多，目前还在研究中，概括起来有以下几种方法： （1）熔融苛性碱浸提脱硫法 该法的要点是将煤破碎至一定粒度，与苛性碱（NaOH、KOH）按一定比例混合，在惰性气氛（如氮气）下将煤碱混合物加热到一定温度（200~400℃）使苛性碱熔融，与煤中含硫化合物（包括黄铁矿、元素硫及有机硫化合物）起化学反应，将煤中硫转化为可溶性的碱金属硫化物或硫酸盐，然后通过稀酸溶液（如10%稀硫酸）和水洗除去这些可溶性硫化物，以达到脱硫的目的。 （2）化学氧化脱硫法 该法是利用氧化剂与煤在一定的条件下进行反应，将煤中硫分转化为可溶于酸或水的组分，这类基于氧化反应的脱硫方法称为化学氧化脱硫技术。根据所用氧化剂种类的不同，氧化脱硫法有数十种，大都具有脱除煤中无机硫和部分有机硫的能力。典型的工艺有过氧化氢+醋酸氧化法、Meyers法、氯氧化法、次氯酸钠氧化法、高锰酸钾氧化法、铜盐氧化法、空气氧化法等。 这里以过氧化氢与醋酸混合物氧化法为例做一介绍：该法在较温和的条件下进行反应脱硫。其要点是将煤破碎到一定粒度(小于0．25mm或更细)，与冰醋酸和过氧化氢的混合液(体积比为3：1)在一定温度下(20～104℃)反应，经过一段时间相互作用后，过滤分离出煤，经水洗、干燥后得到脱硫煤。该法是目前最有希望的有效的脱硫技术。初步的试验表明，该方法能脱除相当部分的硫，对于高硫煤可达到70.5％的脱除效率。 （3）溶剂萃取脱硫法 该法是将煤与有机溶剂按一定比例混合，在惰性气氛保护下加热、加压(或
燃煤脱硫技术研究现状及发展趋势
第21卷第2期洁净煤技术Vol.21 No.2 2015年3月Clean Coal Technology Mar. 2015 燃煤脱硫技术研究现状及发展趋势 苗 强 （北京低碳清洁能源研究所， 北京 102209）摘 要：为开发具有自主知识产权的燃煤脱硫技术，论述了国内外燃煤脱硫技术现状，重点介绍了干法、湿法和半干法烟气脱硫技术主要工艺及流程，并对燃煤脱硫技术发展趋势进行展望。湿法烟气脱硫技术最为成熟，已得到大规模工业化应用，但由于投资成本高还需对工艺和设备进行优化；干法烟气脱硫技术不存在腐蚀和结露等问题，但脱硫率远低于湿法脱硫技术，须进一步开发基于新脱硫原理的干法脱硫工艺；半干法烟气脱硫技术脱硫率高，但不适合大容量燃烧设备。最后提出未来应重点创新脱硫原理；研发多联产工艺或多级脱硫工艺，重点开发生产硫酸铵化肥和硫酸镁化肥等副产品的脱硫工艺；开发低廉、高效、多功能的复合型和可再生循环利用的脱硫剂、催化剂或吸附剂及其脱硫工艺；研发新型辅助脱硫技术，扩大工艺适用范围。 关键词：燃煤；烟气脱硫；湿法；干法；半干法 中图分类号：X701 文献标志码：A 文章编号：1006－6772（2015）02－0059－05 Research status and progress of steam coal desulfurization technologies MIAO Qiang （National Institute of Clean －and －Low －Carbon Energy ，Beijing 102209，China ） Abstract ：In order to develop steam coal desulfuration technologies with proprietary intellectual property rights ，the status of steam coal desulfuration technologies at home and abroad was introduced.The core processes and flows of dry ，wet and semidry method flue gas desul-furation technologies were highlighted.The results showed that ，the wet method was mature and realized a large －scale industrial applica-tion ，while the complicated process increased cost.The dry method didnˊt have corrosion and condensation problems ，but the desulfuration efficiency was lower.The desulfuration efficiency of semidry method was higher ，while it wasnˊt suitable for large －capacity combustion de-vices.At last ，the author pointed out that it should focus on desulfuration principle innovation ，multiple －products process or multi －stage desulfuration process development which produced the byproduct of ammonium sulfate and magnesium sulfate fertilizers.The cheap ，more efficient and multifunctional composite and recyclable desulfurizer ，catalyst and absorbent as well as new assistive desulfuration technolo-gies should be determined as the key research fields.Key words ：steam coal ；flue gas desulfuration ；wet method ；dry method ；semidry method 收稿日期： 2015－02－02；责任编辑：白娅娜 DOI ：10.13226/j.issn.1006－6772.2015.02.013基金项目：国家高技术研究发展计划（863计划）资助项目（GB9300120009） 作者简介：苗 强（1965—），男，山西岢岚人，副研究员，硕士，从事煤化工方面的知识产权挖掘和研究工作。E －mail ：miaoqiang@https://www.360docs.net/doc/a54891345.html, 引用格式：苗 强.燃煤脱硫技术研究现状及发展趋势［J ］.洁净煤技术，2015，21（2）：59－63. MIAO Qiang.Research status and progress of steam coal desulfuration technologies ［J ］.Clean Coal Technology ，2015，21（2）：59－63.0 引 言 煤炭是我国主要能源， 我国能源现状决定未来30年仍将是以煤为主的能源结构。我国煤炭的80%用来燃烧，燃煤不可避免会造成SO x 、NO x 和粉 尘等有害物质的排放，并成为大气环境的主要污染 源，如PM2.5、酸雨、光化学烟雾等。因此，在加强 煤炭清洁转化利用的基础上，大力发展燃煤污染物防治技术尤为重要。减少燃煤SO x 排放的措施主要有燃煤前脱硫，燃烧中脱硫和燃烧后脱硫3种，其中，燃烧后脱硫即烟气脱硫能快速控制SO x 排放，脱硫率高，是主流的燃煤脱硫技术。近年来，国内外学者开展了大量燃煤烟气脱硫技术研究。孙玮［1］开发了并流氨法脱硫工艺，杨叔衍等［2］开发了双塔式氨法脱硫工艺，魏雄辉等［3－4］开发了多元醇复合溶液和复合醇胺溶液吸附脱硫工艺， 但这些工艺至今95
煤炭行业发展现状及趋势分析
煤炭行业发展现状及趋势分析
煤炭行业发展现状及趋势分析 2013-03-11 10:34 来源：钢联资讯 煤（煤炭）是指植物遗体在覆盖地层下，压实、转化而成的固体有机可燃沉积岩。根据《国民经济行业分类》（GB/T4754－2002），公司所在的行业属于采矿业中的煤炭开采和洗选业，包括对各种煤炭的开采、洗选、分级等生产活动，不包括煤制品的生产、煤炭勘探和建筑工程活动。 煤炭行业的主管部门主要有国家发改委及国家能源局、国家安监局及煤矿安监局、煤炭工业管理局、中国煤炭工业协会、国土资源部、工业和信息化产业部等。 1、煤炭行业发展趋势分析 （1）能源行业发展的重点 “十二五”期间，我国能源发展将突出七个重点。一是要优化发展化石能源，合理控制煤炭产量，努力保持国内原油产量的基本稳定，提高天然气供应能力；二是要加快推进非化石能源发展，确保到2015
年非化石能源消费占一次能源消费的比重达到11%以上；三是要加强能源输送管网建设；四是要加快能源科技装备创新；五是要加强节能减排；六是要加强国际能源合作；七是要推进能源体制改革。 在能源开发投资战略上，“十二五”国家将对东部地区实施煤炭消费总量控制。将对环渤海、长江三角洲、珠江三角洲和东北的部分地区，严格控制煤电发展，煤电建设仅考虑支撑电源建设和消耗进口煤炭的电厂建设。东部的电厂建设将以核电和燃气电厂为主。 （2）“十二五”煤炭产业的布局 煤炭工业的“十二五”布局将与“十一五”有较大变化。“十一五”期间，我国煤炭产业布局以区域生产为主。根据煤炭资源、区位、市场等情况划分煤炭调入区、煤炭调出区和煤炭自给区三个区域。其中调入区为京津冀、东北、华东、中南四个规划区，调出区为晋陕蒙宁规划区，自给区为西南、新甘青两个规划区。今后五年的煤炭建设将向中国西部转移。 “十二五”期间全国煤炭生产开发布局将变为：控制东部、稳定中部，开发西部。在建设方面，东部将接续建设，中部适度建设，西部重点建设。到“十
煤炭脱硫
二，化学脱硫法 （1）热压浸出法 热压浸出法又主要包括三种方法：热碱液浸出法,又称水热法, 它是用浓度为4%～10%的Na2CO3 和浓度为2%的Ca(OH)2 的混合水溶液为浸出剂,可将煤中硫铁矿转化为可溶性硫化物、硫代硫酸盐,有机硫转化为硫化氢,从而达到脱硫的目的；Meyers 法,该法是利用Fe2 (SO4 )3 中3 价铁的氧化性将硫铁矿转化为可溶性的FeSO4 ,对有机硫不起作用;氧化法脱硫,该类方法是利用空气在较高的温度和压力下氧化煤中的硫铁矿和有机硫生成可溶性的硫酸盐或硫酸。 （2）常压气体湿法脱硫 常压气体湿法脱硫主要有两种方法:KVB 法和氯解法。KVB 法是在常压下利用NO2 选择性氧化煤中含硫组分,并以水洗或热碱液处理后再水洗除去煤中的硫;氯解法也称JPL 法,在氯化作用下,硫铁矿可被氧化为氯化铁和硫酸,有机硫可被氧化为磺酸或硫酸。 （3）溶剂法脱硫 溶剂脱硫法有三种:熔融碱法、有机溶剂抽提法、超临界流体萃取法。 熔融碱法是用熔融碱进行脱硫, 熔融碱能与煤中的矿物质、有机硫反应生成可溶性物质,从而得到净化煤,甚至可以得到超净化煤;有机溶剂抽提法中目前比较成熟的是全氯乙烯脱硫工艺,它是利用全氯乙烯萃取煤中的有机硫,而硫铁矿和其他矿物质则利用重力浮沉除去,萃取液中其它烃类化合物含量小于原煤有机质的0.5%。
（4）电化学调控脱硫 强化浮选脱硫：采用电化学调浆方法，可以改变黄铁矿的表面ζ电位，抑制黄铁矿的可浮性，从而提高浮选脱硫效果。强化煤的化学脱硫：借助煤在电解槽阳极区发生的电化 学反应，将煤中黄铁矿和有机硫化物氧化为溶于水的硫化物 而达到脱硫的目的。该法能在相当温和的条件下实现煤的脱 硫脱灰。 专家表示，清洁煤技术可综合分为以下3种类别：煤燃烧前的过程；使煤更清洁燃烧的过程；以及燃烧后清除废气的过程。 美国新墨西哥州和科罗拉多州的两个实验室通过各自的实验，验证了相似的结论：以前的太阳能电池每吸收一个光子的太阳能，太阳能电池中的半导体材料只能产生一个自由移动的电子，而如果将半导体材料转换成纳米材料，一个光子的太阳能能够产生多个带电体，带电体自由移动到阴阳极后，就会形成更高的电压，储存更多的电能。 浙江大学能源工程学主任、能源清洁利用国家重点实验室主任骆仲泱1日在上海表示，我国电力节能空间巨大，如果在火电领域推行煤热解制油气一体化系统可以提高能源利用率，同时为电厂提高收益。 煤的汽化就是将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。 主要化学反应是：碳+水=》一氧化碳+氢气=》甲烷+水 煤的液化就是将煤转化为液体燃料的过程。直接途径：煤气化得到的氢气+一氧化碳+甲烷+催化剂=》液态 今年几乎一路飙升的石油价格，似乎让全世界的能源供应前景一片暗淡，但在巴西却是个例外。 对巴西能源领域来说，今年是标志性的一年。巴西政府预测，这个国家今年将在历史上首次实现能源平衡，即燃料的进出口相抵。这一切是因为，今年，巴西以甘蔗为原料制成的乙醇产量将创历史纪录。 此外，在乙醇缓解了巴西的石油依赖度、取代了这个国家40％的汽油消费的同时，巴西近年来的石油探明储量也大幅上升。
煤炭脱硫的研究现状
煤炭脱硫的研究现状 摘要：本文介绍了国内外煤炭物理脱硫、化学脱硫、生物脱硫以及燃烧中固硫、燃后烟道气脱硫等技术的历史和现状，并重点说明了煤炭微生物脱硫的影响因 素和存在的问题。最后分析了煤炭脱硫技术的发展方向。 关键词：煤；物理脱硫；化学脱硫；生物脱硫 1引言 煤是地 球上最丰富的化石燃料之一，也是我国的最主要能源。但是，我国的煤炭资源 平均含硫量偏高，其中全硫含量大于2的高硫煤储量约占煤炭总储量的1/3， 在采出的煤炭中约占1/6。高硫煤在加工利用时产生大量SO2和氮化物，是形 成大气污染和酸雨的主要原因。酸雨使湖泊变成酸性，使水生生物死亡，也使 大面积森林死亡；酸雨还会加速许多建筑结构、桥梁、水坝、工业装备、供水 管网、动力和通讯设备等的腐蚀；酸雨还会导致地面水成酸性，地下水中的金 属含量增高，饮用这种水或食用酸性河水中的鱼类会对人体健康产生危害。煤 炭中硫的存在还会影响煤炭加工后的产品（如冶金焦、合成气等）质量。因此，随着人们环境保护意识的增强，对于加工利用的煤炭中全硫含量要求越来越严格，我国已把煤炭脱硫列为洁净煤技术（CleanCoalTechnology，简称CCT）的 研究项目[1-6]。所以，煤炭脱硫问题是一个重要的研究课题，解决它具有重大现实意义。 2煤中硫的分布及其脱除方法 2.1煤中硫的分布 煤炭脱硫与硫在煤炭中的赋存状态有着密切的关系。煤炭中硫按照硫的赋存状 态可分为有机硫和无机硫，有机硫包括硫醇、硫醚和噻酚硫，约占全硫含量的 60-70；无机硫包括黄铁矿硫、硫酸盐硫和单质硫，约占全硫含量的30-40，黄 铁矿（FeS2）是煤炭中硫的主要组成部分。 2.2煤中硫的脱除方法 按照脱硫工序在煤炭利用过程中所处阶段的不同，煤碳脱硫可以分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。 煤炭燃烧后脱硫又称烟道气脱硫（FlueGasDesulphurization，简称FGD），是 指对燃烧后产生的气体进行脱硫。按产物是否回收，烟道气脱硫可分为抛弃法 和回收法；按照脱硫过程的干湿性质又可分为湿式脱硫、干式脱硫和半干式脱硫；按脱硫剂的使用情况，可分为再生法和非再生法。FGD法技术上比较成熟，
我国煤化工行业细分领域发展情况分析
我国煤化工行业细分领域发展情况分析 目录 第一节炼焦产业链 (3) 一、发展现状 (3) 二、产品分析 (8) 三、发展趋势 (10) 第二节电石产业链 (11) 一、发展现状 (11) 二、产品分析 (12) 三、发展趋势 (17) 第三节尿素产业链 (17) 一、发展现状 (17) 二、产品分析 (20) 三、发展趋势 (21) 第四节甲醇产业链 (22) 一、发展现状 (22) 二、产品分析 (24) 三、发展趋势 (28) 第五节煤制油 (29) 一、发展现状 (29)
二、产品分析 (30) 三、发展趋势 (32) 第六节煤制天然气 (32) 一、发展现状 (32) 二、产品分析 (33) 三、发展趋势 (34)
第一节炼焦产业链 一、发展现状 （一）行业运行 从产量来看，2011年之后我国焦炭行业总体产能出现过剩，产量增速开始呈现下降趋势，截止2014年，焦炭产量为47691.05万吨，同比下降0.04%。特别是在2013年，2014年我国焦炭行业产能过剩，下游的主要需求方钢铁行业景气度较低，下游需求的低迷导致焦炭行业低位运行，预计2015年这一趋势不会有较大的改观。 表12010年-2014年焦炭产量情况 数据来源：国家统计局 从价格来看，从2012年开始焦炭市场呈现步步走跌态势，全年走势类似，但从上图可以看出，焦炭市场价格波动幅度逐年减小。相较2012年，2014年焦炭走势波动幅度属于小巫见大巫，但全年下跌幅度也超过25%.2014年全年焦炭市场走势呈现类“L”型走势，年初伊始延续2013年12月焦炭下行走势，大幅走跌，4月末出现微幅反弹情况，最高价1327元/吨，最低982元/吨，振幅35.13%，跌幅25.80%。6月下旬再次步入下行通道，但下跌幅度较年初大幅缩减，下跌5.32%。10月份再次微幅反弹，反弹幅度不足1%。 预计2015年，焦炭产能有望得到控制，焦价还要看钢铁市场需求情况。焦炭新增产能有望得到强力的控制，再加上加快淘汰落后产能，焦炭基本面转好有望持续。但焦化行业产业集中度低，在煤焦钢产业链中处于弱势地位，缺乏主动定价权，焦价回升仍需在整个产业链好转的背景下才有希望。
脱硫技术分为燃烧前煤脱硫, 燃烧中煤脱硫
脱硫技术分为燃烧前煤脱硫, 燃烧中煤脱硫脱硫技术分为燃烧前煤脱硫，燃烧中煤脱硫。 一、燃烧前煤脱硫技术 主要为煤炭洗选脱硫，即在燃烧前对煤进行净化，去除原煤中部分硫分和灰分。分为物理法、化学法和微生物法等。 1、物理法:主要指重力选煤，利用煤中有机质和硫铁矿的密度差异而使它们分离。该法的影响因素主要有煤的破碎粒度和硫的状态等。主要方法有跳汰选煤，重介质选煤，风力选煤等。 2、化学法:可分为物理化学法和纯化学法。物理化学法即浮选;化学法又包括碱法脱硫，气体脱硫，热解与氢化脱硫，氧化法脱硫等。 3、微生物法:在细菌浸出金属的基础上应用于煤炭工业的一项生物工程新技术，可脱除煤中的有机硫和无机硫。 我国当前的煤炭入洗率较低，大约在 20, 左右，而美国为 42,，英国为 94(9,，法国为 88(7,，日本为 98(2,。提高煤炭的入洗率有望显著改善燃煤二氧化硫污染。然而，物理选洗仅能去除煤中无机硫的 80,，占煤中硫总含量的15,,30,，无法满足燃煤二氧化硫污染控制要求，故只能作为燃煤脱硫的一种辅助手段。 二、燃烧中煤脱硫技术 煤燃烧过程中加入石灰石或白云石作脱硫剂，碳酸钙、碳酸镁受热分解生成氧化钙、氧化镁，与烟气中二氧化硫反应生成硫酸盐，随灰分排出。在我国采用的燃烧过程中脱硫的技术主要有两种:型煤固硫和流化床燃烧脱硫技术。 1、型煤固硫技术:将不同的原料经筛分后按一定比例配煤，粉碎后同经过预处理的粘结剂和固硫剂混合，经机械设备挤压成型及干燥，即可得到具有一定强度和
形状的成品工业固硫型煤。固硫剂主要有石灰石、大理石、电石渣等，其加入量视含硫量而定。燃用型煤可大大降低烟气中二氧化硫、一氧化碳和烟尘浓度，节约煤炭，经济效益和环境效益相当可观，但工业实际应用中应解决型煤着火滞后、操作不当会造成的断火熄炉等问题。 2、流化床燃烧脱硫技术:把煤和吸附剂加入燃烧室的床层中，从炉底鼓风使床层悬浮进行流化燃烧，形成了湍流混合条件，延长了停留时间，从而提高了燃烧效率。其反应过程是煤中硫燃烧生成二氧化硫，同时石灰石煅烧分解为多孔状氧化钙，二氧化硫到达吸附剂表面并反应，从而达到脱硫效果。流化床燃烧脱硫的主要影响因素有钙硫比，煅烧温度，脱硫剂的颗粒尺寸孔隙结构和脱硫剂种类等。为提高脱硫效率，可采用以下方法: (1)改进燃烧系统的设计及运行条件 (2)脱硫剂预煅烧 (3)运用添加剂，如碳酸钠，碳酸钾等 (4)开发新型脱硫剂 三、燃烧后烟气脱硫技术 烟气脱硫的基本原理是酸碱中和反应。烟气中的二氧化硫是酸性物质，通过与碱性物质发生反应，生成亚硫酸盐或硫酸盐，从而将烟气中的二氧化硫脱除。最常用的碱性物质是石灰石、生石灰和熟石灰，也可用氨和海水等其它碱性物质。共分为湿法烟气脱硫技术、干法烟气脱硫技术、半干法烟气脱硫技术三类，分别介绍如下: 1、湿法烟气脱硫技术 湿法烟气脱硫技术是指吸收剂为液体或浆液。由于是气液反应，所以反应速度快，效率高，脱硫剂利用率高。该法的主要缺点是脱硫废水二次污染;系统易结垢，腐蚀;脱硫设备初期投资费用大;运行费用较高等。