煤炭中硫的存在特征及脱硫
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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。
[煤炭脱硫的研究现状]煤炭行业研究摘要: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(FlueGaDeulphurization,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。
煤炭脱硫原理
煤炭作为一种重要的能源资源,被广泛应用于发电、供暖和工业生产等领域。
然而,煤炭燃烧产生的二氧化硫等有害气体不仅会加剧大气污染,还会对人类健康和环境造成严重危害。
因此,煤炭脱硫技术的发展和应用显得尤为重要。
煤炭脱硫原理主要是通过化学方法将煤炭中的硫化物转化成易溶于水的化合物,从而实现硫氧化物的有效去除。
常见的煤炭脱硫方法包括湿法脱硫和干法脱硫两种。
湿法脱硫是将煤炭燃烧产生的烟气通过喷淋装置喷洒一定浓度的脱硫液体,使烟气中的二氧化硫与脱硫液体中的氧化剂发生反应,生成硫酸盐并沉淀下来,从而达到脱硫的目的。
湿法脱硫技术具有脱硫效率高、适用范围广的优点,但也存在着设备投资大、运行成本高等缺点。
干法脱硫则是利用吸附剂或化学吸收剂直接吸附或反应煤炭燃烧产生的二氧化硫,将其转化为易处理的固体废物。
干法脱硫技术相比湿法脱硫具有设备简单、运行成本低的优点,适用于小型燃煤锅炉等场合。
但其脱硫效率相对较低,且对吸附剂的选择和再生有一定要求。
除了湿法脱硫和干法脱硫外,还有一些新型的煤炭脱硫技术不断涌现,如生物脱硫、微波脱硫等。
生物脱硫是利用微生物对硫化物进
行还原、氧化或催化转化,实现煤炭脱硫的一种环保技术。
微波脱硫则是利用微波加热煤炭中的硫化物,使其迅速分解释放出硫氧化物,再通过化学吸收剂或其他方法进行脱硫处理。
总的来说,煤炭脱硫技术的发展不仅可以有效减少二氧化硫等有害气体的排放,降低大气污染物浓度,还可以提高燃煤设备的热效率,延长设备使用寿命,减少对环境和人体的危害。
未来随着环保意识的提高和技术的不断创新,煤炭脱硫技术将会得到更广泛的应用,为可持续发展和清洁能源的实现做出更大的贡献。
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]。
煤中硫的脱除方法简介煤是一种重要的能源资源,但它也含有一定量的硫元素。
燃烧含硫煤时,会释放出大量的二氧化硫,这是一种对环境和健康有害的气体。
因此,研究和开发煤中硫的脱除方法对于减少硫污染、保护环境具有重要意义。
本文将介绍一些常用的煤中硫的脱除方法,包括物理方法、化学方法和生物方法。
物理方法粒度分选粒度分选是通过物理力学原理,根据煤中硫的粒度大小进行分选,将含硫煤和不含硫煤分开。
常见的分选设备有摇床、离心机和磁选机等。
通过粒度分选可以实现对含硫煤的初步脱硫,但对于细颗粒煤的脱硫效果较差。
引入惰性气体利用惰性气体进行煤中硫的脱除是一种常见的物理方法。
惰性气体如氮气、氩气等具有较强的稳定性,不与煤中的硫反应。
可以将煤暴露在惰性气体中,通过加热或其他物理手段将其硫氧化物转化为易挥发的硫化物来实现脱硫。
磁选磁选是一种通过磁性力将煤中的硫化物和铁磁物质分离的方法。
在磁场作用下,磁性硫化物和铁磁物质会被吸附在磁性材料上,而不具有磁性的煤炭会通过磁场而分离。
这种方法可以有效地提高煤中硫的含量。
化学方法氧化还原法氧化还原法是一种常用的化学方法,通过添加氧化剂或还原剂来促使煤中的硫和其他元素发生氧化还原反应,从而使硫从煤中脱离。
常见的氧化剂有氧气、过氧化氢等,而还原剂则包括氢气、亚硝酸钠等。
萃取法萃取法是利用溶剂将硫从煤中提取出来的一种化学方法。
常用的溶剂有甲醇、乙醇等。
通过将煤与溶剂混合,硫会与溶剂中的活性基团发生反应,形成可溶性化合物,从而实现硫的脱除。
酸洗法酸洗法是指将煤暴露在酸性溶液中,通过化学反应将硫从煤中溶解出来的方法。
常用的酸性溶液有盐酸、硫酸等。
酸洗法可以有效地去除煤中的大部分硫,但需要注意对废液的处理,以避免对环境造成污染。
生物方法生物堆生物堆是一种利用微生物对煤中硫进行脱除的生物方法。
在生物堆中,加入适量的微生物,它们可以利用煤中的硫作为能源进行生长繁殖,并在代谢过程中将硫转化为可溶性化合物,从而实现硫的脱除。
煤炭脱硫原理介绍煤炭脱硫是一种常用的污染物削减技术,用于降低燃烧过程中产生的硫氧化物排放量。
本文将深入探讨煤炭脱硫的原理,解释不同的脱硫方法以及其适用性。
二氧化硫(SO2)的排放问题煤炭燃烧是主要的二氧化硫(SO2)排放源之一。
SO2是一种有害气体,对人类健康和环境都有潜在风险。
通过减少煤炭中的硫含量,或在燃烧过程中捕捉和转化SO2,可以有效降低其排放量。
煤炭脱硫方法以下是常见的煤炭脱硫方法:1. 燃烧前脱硫燃烧前脱硫是通过减少煤炭中的硫含量来降低SO2排放的一种方法。
这可以通过煤炭的选矿、洗淘或降矸等物理方法实现。
这种脱硫方法对于所使用的煤炭有一定的限制,不适用于无法进行物理处理的煤炭。
2. 燃烧时脱硫燃烧时脱硫是一种将SO2捕捉转化为无害物质的方法。
常用的燃烧时脱硫技术包括湿法烟气脱硫和干法烟气脱硫。
2.1 湿法烟气脱硫湿法烟气脱硫是通过将燃烧后的烟气与脱硫剂接触来捕捉和转化SO2。
常见的湿法脱硫方法有石灰石-石膏法和海水脱硫法。
2.1.1 石灰石-石膏法石灰石-石膏法是一种常见的湿法脱硫方法,通过将石灰石(CaCO3)喷入烟气中,与SO2反应形成石膏(CaSO4·2H2O),进而捕捉和去除SO2。
石膏可以作为一种有用的副产品进行回收利用。
2.1.2 海水脱硫法海水脱硫法是一种新兴的湿法脱硫技术,相对于传统的石灰石-石膏法具有较低的运行成本和较高的脱硫效率。
海水中的镁离子能够与SO2反应生成硫酸镁,从而从烟气中去除SO2。
这种方法还可以产生高纯度的氯化钠作为副产物。
2.2 干法烟气脱硫干法烟气脱硫是通过将燃烧后的烟气与固体脱硫剂接触来捕捉SO2。
常见的干法脱硫方法有喷雾床脱硫法和流化床脱硫法。
2.2.1 喷雾床脱硫法喷雾床脱硫法使用水作为脱硫剂,在干燥的床料上通过喷雾的形式来捕捉SO2。
脱硫后的气体与床料中的水蒸气反应生成硫酸,再与床料中的固定碱反应形成盐。
2.2.2 流化床脱硫法流化床脱硫法是一种将固体脱硫剂喷入流化床燃烧器中的方法,通过与SO2接触来捕捉SO2。
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。