燃前脱硫技术概述
我国是世界上最大的产煤国和煤消耗国,煤炭占我国一次能源的3 /4,高硫煤储量约占总储量的1 /3, 并且高硫煤开采比例也逐年上升。燃煤和燃油产生的SO2、NOx 和CO2 等随烟气排入大气,导致了严重的环境污染,是大气污染的元凶,又是产生酸雨的主要原因,造成的经济损失每年达数百亿元。而且根据我国的资源构成和经济基础,未来50 a里,中国一次能源消耗以煤为主的格局难以改变。如何采取可持续发展的战略,开发廉价的、操作简便的煤脱硫技术,将具有深远的经济和环境保护意义。
对煤中硫的存在状态分析可知,煤中全硫包括无机硫和有机硫。无机硫分为硫化物硫、元素硫和硫酸盐硫,其中,硫化物硫细化为黄铁矿硫、白铁矿硫和砷黄铁矿硫,硫酸盐硫包括石膏、绿矾及其它类;有机硫包括硫醚、硫醇、硫醌、二硫醚、杂环硫和噻吩硫类等。含硫化合物与煤的大分子活性有机官能团反应经过各种物理、化学、生物和地质等作用后构成有机硫;而无机硫多为物理作用,以孤粒附着或夹杂、包裹和嵌布形式与煤结合在一起。
我国煤中硫的分布有一定的规律,一般全硫量在 0. 5%以下的低硫煤,硫的形态以有机硫为主,硫铁矿含量较少,硫酸盐含量甚少;全硫量大于2%的高硫煤,硫的形态则以硫铁矿较多,有机硫较少,硫酸盐甚少。但西南、中南地区某些高硫煤有机硫含量很高,如合山煤中,有机硫占全硫量的比例高达80% ,对于这一类高硫煤,洗煤脱硫基本无效。
在众多的煤洁净、脱硫技术中,煤的燃烧前脱硫技术,其脱硫成本仅相当于洗涤烟气脱硫的1 /10,同时燃烧前脱硫便于大规模、全面地控制燃煤的SO2、粉尘排放,因而受到高度重视。
煤炭的脱硫技术总体上分为煤燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫3种。燃前脱硫技术主要包括通过在高硫煤中配入低硫煤的配煤技术和通过洗选减少硫分、灰分以降低SO2的排放的选为技术。但配煤技术还有待于进一步完善。燃烧中脱硫技术主要指添加固硫剂的型煤技术和炉内喷入钙系脱硫剂的粉煤燃烧技术，这类办法可脱硫50％～60％，但效率不高，有易结渣、磨损和堵塞的问题。燃烧后脱硫技术又称烟气脱硫技术，发达国家研究的比较多，效率较高，但成本也比较高。对于我国这样的发展中国家来说，煤的燃前脱硫，尤其是通过选煤来降低煤的硫含量具有非常重要的意义。选煤是洁净煤技术的源头技术，既能脱硫又能脱灰，同时还可以提高热能利用效率，并且选煤的费用又远远低于燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。
煤的燃前脱硫又分物理法、化学法和生物法3 种。物理法脱硫是依据煤炭颗粒与含硫化合物的比重、磁性、导电性及其悬浮性而发展的去除煤中无机硫的方法，其优点是过程比较简单，已经有大规模的生产应用。缺点是不能同时去除煤中有机硫，而且无机硫的晶体结构、大小及分布影响脱硫效果和煤炭回收率。化学法的原理或者是通过氧化剂把硫氧化，或者是把硫置换而达到脱硫的目的。它最大的优点是能脱除大部分无机硫(不受硫的晶体结构、大小和分布的影响)和相当部分的有机硫。其缺点是必须高温、高压并使用腐蚀性沥滤剂，因此过程能耗大，设备复杂，到目前为止，因经济成本太高不能投入实际应用。生物法的原理是利用微生物能够选择性地氧化有机或无机硫的特点，去除煤炭中的硫元素。它的优点是既能除去煤中有机硫又能除去无机硫，且反应条件温和，设备简单，成本低。目前常采用的是浸出法和表面氧化法，是当前国内外煤炭脱硫研究开发的热点。
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