煤的脱硫技术

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。

煤炭脱硫方法
物理脱硫法：这类脱硫方法为在不改变煤的化学结构的情况下进行脱硫的方法。

重力选煤、浮力选煤，油团聚法选煤是常用的煤脱灰，脱硫的方法，这类方法适宜于脱除与煤有机体存在明显重度差的黄铁矿硫，而难以脱除存在于煤有机结构中的有机硫。

物理脱硫的条件从煤的化学性能角度看是温和的故可以较理想地保持原煤的性质。

化学脱硫法：这类方法中使用化学药剂(有机溶液或无机溶液)渗透入煤的基体中的硫发生化学反应产生可溶性的硫化合物，从而达到脱硫的目的。

这类方法根据所用药剂性质的不同，既可以脱除有机硫又可以脱除无机硫，如果控制条件得当，会达到较高的脱硫效率。

化学脱硫法可以脱除物理脱硫法所不能脱除的硫，因而化学脱硫法特别适用于有机硫含量高的煤的脱硫。

煤的脱硫分为燃烧前、燃烧中、和燃烧后的燃烧前的： （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。

燃烧中的：就是炉内脱硫 炉内脱硫是在燃烧过程中，向炉内加入固硫剂如CaCO3等，使煤中硫分转化成硫酸盐，随炉渣排除。

其基本原理是： CaCO3→CaO＋CO2↑ CaO ＋SO2→CaSO3 CaSO3＋1／2×O2→CaSO4燃烧后脱硫（炉外脱硫） 燃烧后烟气脱硫（FGD） 1) 干法烟气脱硫a）炉内喷钙+尾部增湿活化（LIFAC） b）旋转喷雾法（SDA） c）循环流化床烟气脱硫（CFB-FGD） d）增湿灰循环法（NID） e）荷电干粉喷射法（CDSI） f）其他 2）湿法烟气脱硫 a) 石灰石/石灰—抛弃/石膏法— b) 海水法— c) 氨法— d) 镁法--- e) 磷氨法— f) 其他 3）其他脱硫法（同时脱硫和脱硝） a) 电子束— b) 脉冲电晕 c)活性炭可以往煤加氧化钙处理煤，使普通煤变成脱硫煤通过对国内外脱硫技术以及国内电力行业引进脱硫工艺试点厂情况的分析研究，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。

其中燃烧后脱硫，又称烟气脱硫（Flue gas desulfurization，简称FGD）,在FGD技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法：以CaCO3（石灰石）为基础的钙法，以MgO为基础的镁法，以Na2SO3为基础的钠法，以NH3为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。

世界上普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90%以上。

近年来，我国越来越重视环境污染问题，相关环保政策和大气污染物排放标准的相继出台，对烟气排放的要求更加严格。

在超低排放的背景下，降低燃煤烟气中的硫含量排放势在必行。

目前，我国燃煤烟气脱硫工艺快速进展，也引进了很多国外先进的脱硫技术并实现了外乡化。

常见的脱硫技术以燃烧阶段为根底可以分为三大类，即燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫。

目前，燃烧后脱硫技术以其成熟的技术优势在世界范围内广泛应用，尤其是在兴旺国家内更是占有最高的市场比例，取得的效果显著。

1燃烧前脱硫在煤炭燃烧前将硫分从煤炭中脱离出来，以削减最终排放烟气中二氧化硫含量的技术称为燃烧前脱硫。

这种技术不仅能够提高煤炭自身的燃烧效率，使煤炭充分燃烧，还可以将硫元素对后续存在的工艺设备造成的损害和影响降至最低。

依据脱硫根本原理燃烧前脱硫可分为物理法脱硫、化学法脱硫和微生物法脱硫。

1.1物理法脱硫物理法脱硫利用煤中硫分和煤基体的密度、导电性、悬浮性等物理性质之间的差异而在洗选煤过程中脱除存在于煤中的无机硫，是我国目前较为常用的燃烧前脱硫方法。

该法的优点是工艺简洁，投资少；缺点是只能脱除煤中的无机硫，对于煤中的有机硫没有脱除效果，并且脱硫效率也不高。

目前常用的工艺有：重选法、浮选法、磁选法、电选法。

重选法常用的脱硫设备有水力旋流机、摇床等。

该方法的优点是本钱低、处理量大、污染小，但局限性也比较大，几乎不能脱除有机硫，对颗粒较细的煤炭脱除效果也不好。

浮选法利用矿物的疏水性，通过较多气泡黏附在其外表而上浮在浮选液之上，形成一种矿化泡沫层，刮除该层泡沫层从而实现煤炭与矿物杂质的分别。

磁选法首先将煤与含硫矿物经过强磁场，然后进入磁选，利用它们磁性的差异来分别煤中的含硫矿物。

但该方法只能脱除局部无机硫，对有机硫无脱除作用。

1.2化学法脱硫化学法脱硫是在高温、高压、氧化剂等作用下，将煤中的硫氧化或者置换，最终实现脱硫目的。

该法的优点是能够脱除无机硫和大局部有机硫，但所用设备简单，能耗大，本钱较高，并且脱硫试剂对设备具有肯定的腐蚀性，会破坏煤炭构造，难以工业化利用。

高硫煤的脱硫技术发展及应用在我国一次能源中，煤炭的基础能源地位不会变，约占70％。

有效地脱除煤中的硫，对于发展经济、环境保护、治理酸雨等都具有极其重要的意义，已成为全社会的一种共识和趋势。

我国煤炭储量中高硫煤的分布趋势是西南地区煤中硫分高，北方地区硫分低；上层煤硫分低，下层煤硫分高。

一、高硫煤的脱硫技术发展（一）硫在煤中的赋存状态可分为两种:无机硫和有机硫。

无机硫主要是以二硫化物和硫酸盐形式存在，二硫化物硫绝大部分是黄铁矿硫，少部分为白铁矿硫，硫酸盐硫主要存在于CaSO 中。

有机硫以硫醇、硫化物、二硫化物和以噻吩系为代表的芳香环硫的形态和煤基体直接键合。

另外在煤中也会有少量的单质硫。

（二）高硫煤脱硫原理和方法对于高硫煤脱硫技术的研究，从20 世纪初至今已有100多年的历史。

根据煤的使用状况有分为燃前、燃中、燃后脱硫。

由于我们侧重于洗煤或选煤方面，在这里主要介绍燃前脱硫。

根据脱硫原理不同，高硫煤的脱硫技术可分为物理法、化学法、生物法。

1、物理脱硫法物理法是根据煤与含硫矿物的物理性质如密度、电磁性能以及可浮性的不同将含硫矿物与煤分开的脱硫方法。

目前常用的方法有重选、浮选、磁选、电选等方法。

重选是利用煤和硫铁矿密度差异而使煤和硫铁矿分开的一种方法，煤中硫铁矿的密度一般为3.5 g／cm以上，煤岩的密度一般在 2.2 g／cm 以下，两者差距较大，从理论上利用密度差异可以将煤和硫铁矿分离开来。

常用的重选脱硫设备有：跳汰机重选、水介质旋流器、摇床和螺旋选矿机。

重力分选方法具有处理量大、分选成本低、环境污染小等优点，但是重力分选对细粒煤的分选效果不好。

随着粒度变细，颗粒不能按照密度有效分层，使得细粒级的分选效果变差。

河北定州焦化厂选煤分厂和重庆南桐选煤厂采用微细介质重介旋流器脱硫工艺精选细粒煤，取得了黄铁矿硫脱除率 85％以上的结果。

浮选法是指依据矿物表面润湿性的差别，发生在气一液一固三相界面的分选过程，主要是水中的矿粒粘附到气泡上，然后上浮到煤浆液面并被刮入泡沫产品等过程。

燃煤电厂各种干法、半干法、湿法脱硫技术及优缺点汇总目前，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开展优化；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，一般单想电厂都不会选用，须进一步开发基于新脱硫原理的干法脱硫工艺；半干法脱硫技术脱硫率高，但不适合大容量燃烧设备。

不同的工况选择最符合的脱硫方法才会得到最大的经济效益，接下来根据电厂脱硫技术的选择原则来分析各种工艺的优缺点、适用条件。

电厂脱硫技术的选择原则：1、脱硫技术相对成熟，脱硫效率高，能到达环保控制要求，已经得到推广与应用。

2、脱硫成本比较经济合理，包括前期投资和后期运营。

3、脱硫所产生的副产品是否好处理，最好不造成二次污染，或者具有可回收利用价值。

4、对发电燃煤煤质不受影响，及对硫含量适用范围广。

5、脱硫剂的能够长期的供给，且价格要低廉一、干法脱硫干法脱硫工艺工艺用于电厂烟气脱硫始于20世纪80年代初。

传统的干法脱硫工艺主要有干法喷钙脱硫工艺、荷电干法吸收剂喷射脱硫法、电子束照射法、吸附法等。

传统的干法脱硫技术有工艺简单投资少，设备简占地面积小且不存在腐蚀和结露，副产品是固态无二次污染等优点，在缺水地区优势明显。

但是脱硫效率很低，一般脱硫效率只能到达70%左右，难以满足排放要求。

干法喷钙脱硫工艺工艺介绍磨细的石灰石粉通过气力方式喷人锅炉炉膛中温度为900~125(TC的区域在炉内发生的化学反应包括石灰石的分解和煨烧，S02和S03与生成的Cao之间的反应。

颗粒状的反应产物与飞灰的混合物被烟气流带人活化塔中；剩余的CaO与水反应，在活化塔内生成Ca(OH)2,而Ca(OH)2很快与S02反应生成CaSo3,其中部分CaSO3被氧化成CaSo4；脱硫产物呈干粉状，大部分与飞灰一起被电除尘器收集下来，其余的从活化塔底部分离出来从电除尘器和活化塔底部收集到的部分飞灰通过再循环返回活化塔中。