文档库

最新最全的文档下载
当前位置:文档库 > 煤中硫处理工艺

煤中硫处理工艺

煤中硫处理工艺

孙亚明

(江苏徐州医药中等专业学校,江苏徐州221000)

[摘 要] 将煤炭的脱硫分为燃前脱硫、燃中固硫和燃后脱硫三条途径,并按这三条途经全面论述了煤炭脱硫的各种方法及其进展,对各种脱硫途径及脱硫方法进行了简要评

价和比较。

[关键词] 硫污染;煤中硫处理

[中图分类号] X751 [文献标识码] B [文章编号] 1003-6083(2003)04-0045-02

0 引 言

煤炭对环境污染的最主要原因就是煤炭中的硫造成的。煤中硫的存在形式是多样的,且分散度大,这使煤炭脱硫非常困难,代价也很高。煤炭中硫的脱除途径可分为燃前脱硫、燃中固硫和燃后脱硫。三种途径互补,应同时发展。

1 燃前脱硫

煤的燃前脱硫主要是在选煤厂进行。它是煤炭脱硫的主要途径,可以脱除煤炭中绝大部分的硫份。有物理法、化学法、生物法三大类。

111 煤的物理脱硫法

(1)按密度的差异脱硫。这是目前煤炭燃前脱硫的主要方法,它是根据煤岩与含硫无机化合物的密度不同而将其分离的方法。比较常用的是“重选法”。

(2)利用颗粒表面性质的差异脱硫。据煤中的矿物杂质颗粒与精煤颗粒的表面性质不同,常用“泡沫浮选法”进行脱硫。目前还有一种“油团聚法”的分选方法正在试验中。

(3)按磁性差异脱硫。即根据煤中各组分的磁性差异采用磁选法脱硫。煤中主要的含硫物质—黄铁矿,虽然是顺磁性的,但磁性很小,很难直接用磁选法分离。目前解决方法有以下两种:

①设法提高硫铁矿的磁性—加入羰基铁气体。在110℃下,羰基铁遇黄铁矿发生反应,使黄铁矿颗粒表面形成一层磁硫铁矿层,从而提高了黄铁矿的磁性。

②采用高的磁场梯度。利用磁场在导磁体的尖端具有很高磁场梯度的特点,在磁场中设置许多钢毛,在针尖部产生高强度高梯磁场。物料通过针尖附近,磁性很弱物质也可得到较好分选。

(4)电选法(干法)。电选法是利用煤颗粒与杂质颗粒导电性的差别进行分选的。

112 煤的化学法脱硫

物理脱硫法不能脱除煤中的有机硫,化学脱硫法则可以脱除部分有机硫(25%~70%)。因而,化学脱硫法对于有机硫含量高和含有较多细粒分散黄铁矿的煤的脱硫有重要意义。

(1)热压浸出脱硫。主要有三种方法:热碱液浸出法,又称水热法,它是用Na

2

C O34%~10%和Ca(OH)22%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Fe

2

(S O

4

)

3中3价铁的氧化性将硫铁矿

转化为可溶性的FeS O

4

,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。主要有两种方法: K VB法和氯解法。K VB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J P L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。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

54

2003年第4期 江 苏 煤 炭

原煤有机质的015%[1];超临界流体萃取法用于脱硫是近年出现的新方法,目前还没有工业化。

(4)高温热解气体脱硫。该类方法是利用加氢反应,在高温高压下将煤中的硫转化为硫化氢,以生产洁净半焦为目的。该法可以大幅度提高焦油、粗苯的收率,便于化工利用。

(5)化学破碎。该法是美国Syracuse大学研究开发的一种干式煤炭分选法,简称S URC法。其原理是利用一种低分子量化合物(通常用液氨或浓氨水)迅速渗透到煤中天然裂缝中,并破坏了煤中的结合键,从而使煤沿着层理面以及矿物质与煤有机质的结合面出现选择性破碎。

113 煤的微生物脱硫

采用微生物可以脱除煤中的硫铁矿及有机硫,而不破坏煤的性质[2,3]。该法投资少、消耗低、污染小、脱硫效果好,具有广阔的发展前景。

2 燃中固硫

燃中固硫是指在燃烧过程中,加入碱性氧化物(CaO),使硫以硫酸盐或亚硫酸盐的形式留在灰渣中,以降低烟气的污染。固硫燃烧技术的关键是控制燃烧温度(一般要小于1100℃),防止生成的硫酸盐分解。采用该方法无法将所有的硫转化成硫酸盐,只能在一定程度上降低烟气中的硫含量,不能从根本上解决烟气的污染问题。

3 燃后脱硫

燃后脱硫是指对燃烧后产生的气体进行脱硫。煤的燃烧分完全燃烧和不完全燃烧,完全燃烧后所得气体称为“烟气”,不完全燃烧后所得气体称为“煤气”。

311 烟气脱硫

烟气中硫的存在形式主要是S O

2及少量的S O3,其脱硫方法有两种:还原法和吸收法。还原法是在烟气中混入少量一氧化碳等还原性气体(煤气),将S O2还原成硫单质,生成的硫磺在烟气的除尘过程中一起被除去。吸收法是用碱性物质(如:NaOH、NaC O3等碱性溶液或石灰)吸收S O2。采用石灰脱除烟气中的硫的方法称为“石灰—石膏湿法脱硫”,该法的脱硫效率可达95%以上,而且烟气脱硫石膏有一定的应用价值[3]。

312 煤气脱硫

煤气中硫的存在形式较为复杂,有H

2S、CS2、

C OS、硫醇、噻酚等多种形式,其中H2S一般占

80%以上。其脱硫方法可分为干法和湿法。

(1)干法脱硫。干法脱硫是利用固体脱硫剂

吸收燃料气中的含硫化合物,常用的吸收剂有氧

化铁、氧化锌、活性碳、分子筛等。较新的干法脱

硫工艺可以彻底地清除燃料气中所有形式的硫。

(2)湿法脱硫。湿法脱硫是用液态吸收剂吸

收含硫化合物,这类方法可分为三大类:化学吸收

法、物理吸收法、物理化学吸收法。

化学吸收法又分中和法和湿式氧化法两类。

中和法是用碱性溶液吸收酸性的H

2

S气体,湿式

氧化法是用弱碱性溶液将H

2

S吸收进入溶液生成硫氢化物,借助溶液中氧载体的氧化作用,将硫氢

化物氧化成单质硫,使脱硫溶液获得再生,同时得

到副产物硫磺。湿式氧化法采用的弱碱性溶液为

碳酸钠溶液或氨水,而氧载体种类较多,主要有蒽

醌二磺酸钠、三氧化二砷、萘醌、栲胶等。

物理吸收法是依靠吸收剂对含硫化合物的物理溶解作用进行脱硫的。当减压加热时溶解的含

硫化合物又可以解吸出来,从而使吸收剂得到再

生,并得到富含硫化合物的气体,然后再用克劳斯

法或康开特法等硫磺回收法回收硫磺。比较常用

的溶剂有:甲醇、碳酸丙烯酯、聚乙二醇二甲醚等。

物理化学吸收法是用混合吸收剂吸收含硫化合物,该类方法在物理吸收法的基础上加入化学

吸收剂,加快了吸收速率,增加了吸收剂的硫容

量。

[参 考 文 献]

[1]王力,硫泽常.煤的燃前脱硫工艺[M].北京:煤炭工

业出版社,1996.

[2]任雁秋,等.煤的微生物脱硫实验研究[J].包头钢铁

学院学报,2000,(9).

[3]雷绍民,等.微生物浸出煤系高岭土中黄铁矿的初步

研究[J].武汉工业大学学报,2000,(2).

[4]乐胜,等.烟气脱硫石膏的性能及其在建材行业的应

用[J].山东电力技术,2000,(5).

[5]张义玲,等.硫磺回收及尾气处理技术新进展[J].河

南化工,2000,(4).

[作者简介]

孙亚明(1965-),男,1986年毕业于中国矿业大学煤化工专业,一直从事化工生产、科研、教育工作,现工作于

江苏徐州医药中等专业学校。

[收稿日期:2003-09-17]

64孙亚明 煤中硫处理工艺 2003年第4期