煤的硫存在形式及脱除方法综述
煤炭中硫的存在特征及脱硫
煤炭中硫的存在特征及脱硫煤炭作为一种重要的能源资源,被广泛使用。
然而,煤炭中存在着大量的硫,这会导致燃烧过程中产生大量的二氧化硫,对环境和人类健康造成严重威胁。
因此,煤炭中硫的存在特征和脱硫技术成为了工业界和学术界关注的焦点。
煤炭中硫的存在特征可以从多个角度考察。
首先,煤炭中硫主要以有机硫和无机硫的形式存在。
有机硫主要还原在有机质中,它是由抗均大分子量硫化物组成。
无机硫主要存在于黄铁矿、黄铜矿和硫铁矿等矿物中。
其次,煤炭中硫含量与煤种、地质环境以及采掘方法等因素有关。
煤炭的硫含量越高,燃烧过程中产生的二氧化硫排放量就越大。
此外,煤炭中硫的分布也不均匀,硫主要分布在煤的有机质中,与无机质分布不同。
其中,有机硫主要分布在煤的微孔中,而无机硫主要集中在煤的岩层裂缝和孔隙中。
为了减少燃烧过程中产生的污染物,特别是二氧化硫,脱硫技术被广泛应用。
脱硫技术主要包括物理、化学和生物方法。
物理方法主要利用分离技术,如重力分离、磁选和浮选等。
化学方法主要采用氧化剂氧化、还原剂还原,或利用溶液中离子的正负电荷引力相互作用实现脱硫。
生物方法则利用生物催化剂,通过微生物的代谢作用,将硫化物转化为可溶性硫化物,从而达到脱硫的效果。
在物理方法中,重力分离是一种常见的脱硫技术。
它利用不同密度的物质在重力作用下的不同运动速度实现分离。
例如,利用密度大于煤的介质,如重液或重介质,可以将硫含量较高的部分与煤分离。
这一方法可以有效地提高煤炭的洁净度,减少硫的含量。
化学方法中,氧化法是一种常见的脱硫技术。
它利用氧化剂将煤中的硫化物氧化为可溶性硫酸盐或硫酸。
常用的氧化剂包括过氧化氢、氢氧化钠和氯气等。
通过与硫化物反应,形成溶解度较高的硫酸盐或硫酸,从而实现脱硫的效果。
此外,还可以利用还原剂将硫酸盐还原为难溶性硫化物,通过过滤等分离技术实现脱硫。
生物方法是一种环保性较高的脱硫技术。
它利用微生物的催化作用,将硫化物转化为可溶性硫化物。
一种常见的生物脱硫技术是生物浸矿法,即利用细菌的代谢作用将硫化物转化为硫酸盐。
煤中硫的脱除方法
6.2 用水溶液中的氧气氧化以脱除煤中黄铁矿硫的方法
曾有人广泛进行了用空气或氧气在煤的燃点以下的多种温度下对 煤氧化的研究,测定了在最低达 70℃的多种温度下,煤有机基体的 氧化速度,在这种反应中,开始时生成过氧化物的络合物,随后生成 较稳定的碳和氧的化合物如苯酚和羰基化合物。 温度再高时将引起分 解,生成一氧化碳、二氧化碳和水,大约从 200℃开始就迅速失重。
6.1.1 原理
在梅耶斯方法中, 硫酸高铁的水溶液有选择性地氧化煤中的黄铁 矿,形成元素硫和硫酸亚铁。硫酸亚铁能溶解在水中,元素硫则可通 过水蒸汽蒸发、真空蒸发或溶剂萃取从煤中除去,而氧化剂可以再生 并循环使用。反应式如下: Fe3++H2O+FeS2→Fe2++SO42 +H++S
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Fe2++O2 +2H+→Fe3++2H2O 含有低价和高价两种状态的铁的水萃取液, 可以用空气或氧气把 亚铁离子氧化成高铁离子而得到再生。 这个体系的一个优点是用铁来 除去铁,因此,必要时,只需把浸提溶液的一部分加以处理,以便去 除积蓄的铁。
5.1.2 煤的电选脱硫 (1)煤的摩擦静电选脱硫 下图是煤的摩擦静电选脱硫的装置示意图。待选微粉煤在高速 气流的夹带下,进入摩擦带电器,待选微粉煤由于与摩擦材料间以 及颗粒相互间的碰撞、摩擦,其中的煤颗粒与矿物质颗粒(包括硫 铁矿颗粒)分别带上了电性相反的正电荷与负电荷,因此,待选微 粉煤在从摩擦器喷出进入到具有强电场的正负极板之间时,带正电 的煤颗粒就进入负极板的集尘器,而带负电的矿物质就进入正极板 的集尘器,从而被分开。
已证明煤的煤化程度对煤的氧化速度起着重要作用, 煤化程度较 高的煤,一般氧化较慢,而煤化程度较低的煤,一般氧化较快。天然 存在于煤中的可溶性硫酸铁能很快地溶解在水中, 可成为氧气氧化黄 铁矿的载体。这一点已为形成酸性矿井水的机理研究所证明,并为同 时发生的黄铁矿浸提液的 Fe3+再生的研究所证明。因此,用水溶液中 的氧气或空气氧化煤中的黄铁矿,可能是一种 Fe3+氧化法,其实质与 上一节中讨论过的同时发生的黄铁矿浸提和硫酸铁再生的研究 (梅耶 斯法)完全相同。 用水溶液中的氧气脱除煤中黄铁矿一般有常压法、 加压法和细菌 催化氧气处理法三种。
煤中硫的物理法脱除方法
跳汰选煤的介质是水或空气,个别的也用悬浮液。选煤中以水 力跳汰的最多。而这种方法对不同煤质具有广泛的适应性,且 具有系统简单可靠、生产成本低、分选效果好等优点,长期以 来一直被作为主要的选煤方法之一。
物理法脱硫
(二)浮选法
浮选法脱硫是依据煤和黄铁矿表面物理化学性质的不 同, 利用浮选或浮选柱作分选设备, 通过加人适当的 抑制剂来达到脱硫目的。
一.我国煤脱硫现状
三. 煤中硫的存在形式
有机硫 噻吩类 硫醇 硫醚 二硫醚 硫醌 杂环硫 在煤的全硫中,一般来说,低硫煤是以有机硫为主,高硫煤是以无 机硫为主。煤中有机硫,成分复杂,是含硫化合物经过与煤的各种物理 、化学、生物和地质等作用形成的。无机硫多以孤粒附着或夹杂、包裹 和嵌布的形式与煤结合在一起,无机硫中以黄铁矿硫为主。
无机硫
煤中的 硫
黄铁矿 游离硫 硫酸盐硫
二. 煤中硫的物理法脱除
(一)重选法
基本原理
煤中硫铁矿的密度一般为3.2~3.4 g /cm3以上,煤 岩的密度一般在2.2g/cm3以下,理论上可以利用密 度差将煤和硫铁矿分离开来。
常用的设备主要有:跳汰机重选、水介质旋流器、摇床和螺旋选矿机
二. 煤中硫的物理法脱除
物理法脱硫
(四)电选法
此法是利用黄铁矿与煤中有机质在高压电场内的 导电性有很大差别而达到分离的一种法脱硫技术。
基本原理
旋流分选脱硫 这种方法是当旋流器内的颗粒在摩 擦接触带电后,在静电场选出带电 颗粒,并通过底流口排出。
静电圆筒分选脱硫法 该方法将煤粉以层状给到一个旋转 圆筒表面上,电晕带电后,富含黄 铁矿的导电性颗粒很快与圆筒等电 位,在离心力和重力作用下先离开 圆筒表面,而煤颗粒的导电性差, 仍附着在转筒上,最后被刮板刮下。
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。
煤怎么提炼硫磺成分的方法
煤怎么提炼硫磺成分的方法煤是一种含硫化合物较多的矿石,煤中的硫主要以有机硫化合物的形式存在。
煤中的硫磺成分对人体和环境造成严重污染,因此需要采取措施进行硫磺成分的提炼。
以下是几种常见的煤炭提炼硫磺成分的方法。
一、物理方法1. 洗煤:将煤炭进行物理洗选处理,通过重介质、浮选和重选等方法,将部分固体硫分和有机硫分与无机碳进行分离。
这种方法对于含硫较高的煤炭有效,但无法完全去除煤炭中的硫磺成分。
二、化学方法1. 硫化反应:利用化学反应将含硫煤炭中的硫磺成分转化为可溶性的硫化物,如氢化硫气体等。
该方法需要在适当的工艺条件下进行反应,将硫化物从煤炭中分离出来,然后进行蒸馏、浓缩和纯化等过程,最终得到硫磺。
三、燃烧方法1. 高温燃烧:将煤炭在高温下进行燃烧,利用高温氧化反应将煤炭中的硫磺成分氧化为SO2或SO3等氧化物,并将其与气体或水进行吸收和催化转化,最终得到硫酸或硫酸盐等化合物。
这种方法适用于大规模工业化生产,但会产生大量二氧化硫等有害气体。
四、生物方法1. 微生物处理:利用特定的微生物菌株,通过生物降解作用来降低煤炭中的硫磺含量。
这种方法对于有机硫化合物较多的煤炭有效,但需要在适宜的生物条件下进行处理,工艺较为复杂。
五、其他方法1. 结合物理、化学和生物方法:将多种方法结合使用,如先进行物理洗选,再进行硫化反应和燃烧处理,最后通过微生物处理等方法对残留的硫磺成分进行进一步降低和去除。
这种方法综合利用了各种方法的优点,但也增加了工艺的复杂性和成本的提高。
在实际应用中,煤炭提炼硫磺成分的方法需要根据煤炭的性质、硫磺含量、产量需求、环境保护要求以及经济可行性等因素进行选择。
同时,提炼过程中需要注意对工业废气、废水和固体废弃物的处理和排放,以确保环境的健康与安全。
煤中的全硫份
煤中的全硫份(1)煤中硫存在的形态煤中硫分,按其存在的形态分为有机硫和无机硫两种。
有的煤中还有少量的单质硫。
煤中的有机硫,是以有机物的形态存在与煤中的硫,其结构复杂,至今了解的还不够充分,大体有以下几类:硫醇类,R-SH(-SH,为硫基);噻吩类,如噻吩、苯骈噻吩、硫醌类,如对硫醌、硫醚类,R-S-R';硫蒽类等煤中无机硫,是以无机物形态存在于煤中的留。
无机硫又分为硫化物硫和硫酸盐硫。
硫化物硫绝大部分是黄铁矿硫,少部分为白铁矿硫,两者是同质多晶体。
还有少量的ZnS,PbS等。
硫酸盐硫主要存在于CaSO4中。
煤中硫分,按其在空气中能否燃烧又分为可燃硫和不可燃硫。
有机硫、硫铁矿硫和单质硫都能在空气中燃烧,都是可燃硫。
硫酸盐硫不能在空气中燃烧,是不可燃硫。
煤燃烧后留在灰渣中的硫(以硫酸盐硫为主),或焦化后留在焦炭中的硫(以有机硫、硫化钙和硫化亚铁等为主),称为固体硫。
煤燃烧逸出的硫,或煤焦化随煤气和焦油析出的硫,称为挥发硫(以硫化氢和硫氧化碳(COS)等为主)。
煤的固定硫和挥发硫不是不变的,而是随燃烧或焦化温度、升温速度和矿物质组分的性质和数量等而变化。
煤中各种形态的硫的总和称为煤的全硫(St)。
煤的全硫通常包含煤的硫酸盐硫(Ss)、硫铁矿硫(Sp)和有机硫(So).St=Ss+Sp+So 如果煤中有单支流,全硫中还应包含单质硫。
(2)煤中硫对工业利用的影响硫是煤中有害物质之一。
煤作为燃料在燃烧时生成SO2,SO3不仅腐蚀设备,而且污染空气,甚至降酸雨,严重危及植物生长和人的健康。
煤用于合成氨制半水煤气时,由于煤气中硫化氢等气体较多不易脱净,易毒化合成催化剂而影响生产。
煤用于炼焦,煤中硫会进入焦炭,使钢铁变脆。
钢铁中硫含量大于0.07%时就成了废品。
为了减少钢铁中的硫,在高炉炼铁时加石灰石,这就降低了高炉的有效容积,而且还增加了排渣量。
煤在储运中,煤中硫化铁等含量多时,会因氧化、升温而自燃。
我国煤田硫的含量不一。
煤中硫的脱除方法
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。
煤的硫分
煤的硫分
一、煤中硫存在的形态
煤中硫分,按其存在的形态分为有机硫和无机硫两种。
有的煤中还有少量的单质硫。
煤中的有机硫,是以有机物的形态存在与煤中的硫,其结构复杂,至今了解的还不够充分,大体有以下官能团:
硫醇类,R-SH(-SH,为硫基);
噻吩类,如噻吩、苯骈噻吩、硫醌类,如对硫醌、硫醚类,R-S-R';硫蒽类等。
煤中无机硫,是以无机物形态存在于煤中的留。
无机硫又分为硫化物硫和硫酸盐硫。
硫化物硫绝大部分是黄铁矿硫,少部分为白铁矿硫,两者是同质多晶体。
还有少量的ZnS、PbS等。
硫酸盐硫主要存在于CaSO4中。
煤中硫分,按其在空气中能否燃烧又分为可燃硫和不可燃硫。
有机硫、硫铁矿硫和单质硫都能在空气中燃烧,都是可燃硫。
硫酸盐硫不能在空气中燃烧,是不可燃硫。
煤燃烧后留在灰渣中的硫(以硫酸盐硫为主),或焦化后留在焦炭中的硫(以有机硫、硫化钙和硫化亚铁等为主),称为固体硫。
煤燃烧逸出的硫,或煤焦化随煤气和焦油析出的硫,称为挥发硫(以硫化氢和硫氧化碳(COS)等为主)。
煤的固定硫和挥发硫不是不变的,而是随燃烧或焦化温度、升温速度和矿物质组分的性质和数量等而变化。
煤中各种形态的硫的总和称为煤的全硫(St)。
煤的全硫通常包含煤的硫酸盐硫(Ss)、硫铁矿硫(Sp)和有机硫(So)。
St=Ss+Sp+So
如果煤中有单质流,全硫中还应包含单质硫。
煤的脱硫技术综述
煤的脱硫综述刘赟,王铁民,宋水晶,王大永,麦嘉乐摘要:由于中国燃料结构以煤为主的特点,致使中国目前大气污染仍以煤烟型污染为主。
每年我国大气中的二氧化硫含量90%是来自于燃煤排放的,而二氧化硫的排放又会造成酸雨,对人类及生态环境会造成极为严重的危害。
因此,控制燃煤烟尘的SO2,对改善大气污染状况至关重要。
本文阐述里煤燃烧前、燃烧过程中和燃烧后的脱硫技术;着重介绍了湿法烟气脱硫技术、干法烟气脱硫技术、半干法烟气脱硫技术。
关键词:二氧化硫;燃前、燃中、燃后脱硫;0引言相对其它化石燃料来说,煤炭燃烧造成的污染是相当严重的。
我国是世界上最大的产煤国和消耗国,煤炭占我国一次能源的3/4,高硫煤的储量约占总储量的1/3,并且高硫煤的开采量正在逐年上升。
燃煤和燃油产生的SO2、NO x、CO等随着烟气排入大气后会导致严重的环境污染,它们是大气污染的罪魁祸首,也是酸雨产生的重要原因,每年带来的经济损失高达数百亿元之多。
可见,如果不采取技术处理煤中硫,随着高硫煤开采量的逐渐增加,环境污染问题也会越来越严重。
因此,我们只有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的排放的选煤技术,实施经济的可持续发展战略,意义重大而任重道远。
本文将从多个方面多个角度阐述脱硫技术。
1硫在煤炭中的存在形式根据硫在煤中存在状态分析可知,煤中硫大体上分为有机硫和无机硫两大类。
我们可以通过对煤做实验来确定无机硫在煤中的含量。
无机硫在煤中的存在方式比较复杂,并且煤中大部分无机硫可以用多种方法除去。
有机硫的组成成分比较复杂,它是煤大分子结构的一部分,在不破坏大分子结构的情况下,是很难分离出来加以分析测量的。
有机硫一般分为烷基硫、芳基硫和噻基硫。
2硫对环境的危害煤中硫在燃烧过程中产生SO2气体,2010年我国燃煤产生的SO2气体达4345.42万吨,我国用煤量在相当长的时间内将保持在现有水平,若不采取有效措施,燃煤产生的SO2气体对环境的污染程度将会加剧。
煤的某种脱硫技术的原理
煤的某种脱硫技术的原理煤的某种脱硫技术的原理:脱硫是指从煤炭中去除硫化物的过程,主要是为了减少燃煤产生的二氧化硫(SO2)对环境的污染。
煤的脱硫技术主要分为物理法、化学法和生物法。
本文将主要介绍化学法中的湿法石膏法脱硫技术的原理。
湿法石膏法脱硫技术是目前应用最广泛的煤炭脱硫技术之一。
它基于石膏和煤炭中的二氧化硫发生反应生成硫酸钙的化学原理。
首先,让我们了解一下煤中含硫量的问题。
煤炭中的硫主要以有机硫和无机硫的形式存在。
有机硫以硫化合物的形式与煤炭的有机质结合,比如硫醚、硫酚和硫腈等。
无机硫则主要以金属硫化物的形式存在,如铁、钙、镁、铝等硫化物。
湿法石膏法脱硫技术的过程主要分为两个阶段:吸收阶段和脱水阶段。
在吸收阶段,煤炭燃烧产生的含有二氧化硫的烟气进入脱硫装置。
脱硫装置中,通过喷水或喷浆的方式使煤炭烟气与氧化剂发生反应生成硫酸和二氧化硫。
这个过程中,氧化剂主要是空气中的氧气。
硫酸和二氧化硫与脱硫剂石膏反应生成硫酸钙和污水。
这个反应是一个中性化反应,需要满足一定的条件,比如温度、压力和硫酸浓度等。
在此过程中,硫酸钙以固体的形式沉淀下来,而污水则会被收集起来进行后续处理。
在脱水阶段,从吸收阶段收集到的污水中去除水分,使得硫酸钙得以得到回收利用。
这个过程主要采用沉淀、过滤和干燥等方法。
脱水后的硫酸钙可以作为建筑材料、肥料和工业原材料等领域的重要原料。
湿法石膏法脱硫技术的原理可以简要总结为以下几点:1. 硫酸钙(石膏)与二氧化硫反应生成硫酸钙浆,将二氧化硫从烟气中吸收。
2. 硫酸钙浆通过沉淀、过滤和干燥等步骤,脱水后得到固体硫酸钙。
3. 固体硫酸钙可以作为建筑材料、肥料和工业原材料等领域的重要原料。
湿法石膏法脱硫技术的优势在于脱硫效率高,脱硫干净,能够达到国家对燃煤发电厂二氧化硫排放标准的要求。
此外,它还可以实现硫酸钙的回收利用,减少环境污染,并在一定程度上缓解石膏资源的压力。
总之,湿法石膏法脱硫技术是一种有效的煤炭脱硫技术,通过与煤炭烟气中的二氧化硫反应生成硫酸钙来实现脱硫的目的。
煤中脱硫-煤的脱硫、煤气脱硫和烟气脱硫
煤中脱硫煤炭是世界上最丰富的化石资源。
一般煤中都不同程度地含有硫。
依据煤的不同用途,硫会以多种硫化物的形态存在。
这些硫化物在许多场合下会对设备或环境造成破坏,所以需要对其进行脱除。
根据脱硫在煤燃烧过程所处阶段,煤中脱硫可分燃烧前脱硫、燃烧过程中脱硫及燃烧后脱硫[1]。
燃后脱硫又称为烟气脱硫。
燃前脱硫有3个主要方向:煤炭物理脱硫,煤热解和加氢热解、煤炭生物脱硫。
煤的物理脱硫分干选脱硫,和湿选脱硫(洗选),主要是通过物理方法将煤炭中的黄铁矿分离出来。
干选脱硫有干式分选摇床、磁力分选、静电法等。
煤的洗选有跳汰、重介、浮选等技术。
近年,一些发达国家对煤炭的深度降灰脱硫开展大量工作,如微细磁铁矿重介旋流器、静电选、高梯度磁选、浮选柱、油团选、选择性絮凝等。
美国在微泡浮选柱和油团选方面已投入工业应用[2]。
煤热解和加氢热解:硫在原煤中主要以Fe-S和C-S的化学键形式存在的,这两种化学键与C-C键比较起来不稳定,在热解条件下很容易生成气相硫化物H2S或COS。
煤热解和加氢热解就是利用这一特性脱除煤中的硫分。
煤炭生物脱硫即生物催化脱硫(BDS),是一种在常温常压下利用厌氧菌、需氧菌去除含硫杂环化合物中硫的技术。
BDS是利用菌株氧化燃料中硫分,而不破坏烃类主体的分子结构,因而不会象高温热解那样降低煤中热值。
脱硫菌株对硫分的选择性很强,对无机硫的脱除有很好效果。
对沸点较高的二苯并噻吩及其衍生物难于脱除,是目前研究的重要方向。
制约生物脱硫技术产业化主要有三方面因素:菌种活性、寿命、选择性。
生物脱硫技术与浮选技术的联合使用[3]也有研究。
燃烧过程中脱硫:即炉内脱硫,指炉内喷射固硫剂,在煤燃烧放出SO2同时,利用固硫剂和SO2反应,生成硫酸盐或硫化物,将气体中硫固定下来。
炉内脱硫具有独特优势:只需加入一定比例脱硫剂即可达到脱硫目的,节省了许多附加设备;出炉的洁净煤气,以热能的状态供应用户,气化与热效率均大大提高[4]。
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。
煤炭脱硫原理
煤炭脱硫原理煤炭脱硫是指通过一系列的化学反应和物理作用,将煤中的硫化物去除,以达到减少环境污染和保护人类健康的目的。
本文将从煤炭脱硫的原理、方法、工艺流程和应用领域等方面进行详细介绍。
一、煤炭脱硫的原理煤中的硫化物主要有有机硫和无机硫两种。
其中,有机硫主要存在于有机质中,而无机硫则分为金属硫化物和非金属氧化物两种。
在燃烧过程中,这些硫化物会被氧化为二氧化硫(SO2)和三氧化二硫(SO3),并随着废气排放到大气中,对环境造成严重污染。
因此,对于需要使用燃料进行能源生产或工业生产等行业来说,必须对其进行脱硫处理。
目前常用的脱硫方法主要包括湿法脱硫、干法脱硝、生物脱硝等。
其中最常见也是最有效的方法是湿法脱硫。
湿法脱硫是指在燃煤过程中,通过加入一定的脱硫剂,使其与废气中的SO2反应生成可溶性的硫酸盐,然后通过吸收剂将其吸收并转化为固体或液体形式,从而达到脱硫的目的。
具体步骤如下:1. 硫化物氧化反应:在燃烧过程中,硫化物会被氧化为SO2和SO3。
2. 脱硫剂反应:将脱硫剂加入废气中,与SO2和SO3发生化学反应生成可溶性的硫酸盐。
3. 吸收剂吸收:将吸收剂喷洒到废气中,使其与可溶性的硫酸盐发生反应,并将其转化为固态或液态形式。
4. 净化处理:经过以上步骤处理后,废气中的SO2和SO3已经被去除,在排放前需要进行净化处理以达到环保标准。
二、煤炭脱硫的方法湿法脱硫是目前最常用也是最有效的脱硫方法。
根据不同原理和工艺流程,湿法脱硫可以分为以下几种方法:1. 石灰石-石膏法:将石灰石(CaCO3)加入废气中,与SO2发生反应生成硫酸钙(CaSO4),然后通过吸收剂将其转化为固态或液态形式。
该方法具有处理效率高、成本低等优点,但是产生的废弃物难以处理,对环境造成一定影响。
2. 活性炭吸附法:将活性炭加入废气中,通过吸附作用将SO2和SO3去除。
该方法具有处理效率高、操作简便等优点,但是需要定期更换活性炭,并且活性炭的再生和回收比较困难。
煤炭脱硫原理
煤炭脱硫原理煤炭脱硫是指通过物理、化学或生物方法,将煤炭中的硫含量降低到一定标准以下的过程。
煤炭中的硫主要以有机硫和无机硫的形式存在,有机硫主要是与煤的有机质结合形成的,而无机硫则主要以硫化物的形式存在。
煤炭燃烧时释放出的二氧化硫是造成大气污染的主要来源之一。
因此,对煤炭进行脱硫处理,不仅可以减少二氧化硫的排放,降低大气污染,还可以延长燃煤设备的使用寿命,提高热效率。
煤炭脱硫的原理主要分为物理法、化学法和生物法。
物理法是通过物理方式将煤中的硫分离出来,常见的方法包括洗涤法、流化床脱硫和气浮法等。
洗涤法是将煤炭浸泡在特定溶剂中,使硫与其他杂质分离。
流化床脱硫是将煤炭与气体在一定温度下反应,使硫氧化物分离出来。
气浮法则是利用气泡将硫氧化物浮起,从而实现脱硫的目的。
化学法是通过化学方法将煤中的硫转化成其他物质,使其分离出来。
常见的化学脱硫方法包括碱法、氧化法和还原法等。
碱法是将碱性物质与煤炭中的硫反应,生成易溶于水的硫酸盐。
氧化法是通过氧化剂使煤中的硫氧化成易溶于水的硫酸盐。
还原法则是将还原剂与硫酸盐反应,使其还原成硫。
生物法是利用微生物对煤炭中的硫进行降解或转化。
生物脱硫方法主要包括生物浸渍法、微生物脱硫法和生物燃烧法等。
生物浸渍法是将含硫煤炭浸泡在含有硫氧化细菌的培养液中,使硫得到转化。
微生物脱硫法是利用硫氧化细菌对煤炭中的硫进行氧化,生成易溶于水的硫酸盐。
生物燃烧法则是利用微生物分解有机硫,减少硫的释放。
不同的脱硫方法适用于不同的煤种和硫含量。
在选择脱硫方法时,需要考虑成本、效率和环保等因素。
通过科学合理的脱硫技术,可以有效降低煤炭燃烧带来的环境污染,保护大气质量,实现清洁能源的可持续利用。
燃煤脱硫技术综述
3 煤燃烧前进行脱硫
与
维普资讯
工业 锅 炉 为 层燃 炉 , 由于 在煤矿 区或某一供煤站设置洗煤厂 , 在洗煤厂 多 数 小 容量 的工业 窑 炉 、 层 燃 炉 的 炉 温 可 高 达 10 ℃ ,此 时 的 固 硫 产 物 30 内进行煤的洗选脱硫 , 其原理为 :
S H 0— 0 —} H — 一 0 【) 2
一
酸雨降到地面后不仅使土壤 、 湖泊 、 河流酸化 ,
l 煤燃烧前进行脱硫处理 , 在煤矿区或某 1 ) 即: 供煤站设洗煤厂 , 将煤 中含硫物质洗掉 , 供给用
而且严重损坏农作物 、 工业设施 、 地面建筑 以及人 户的是低硫煤、 洁净煤。 体健康 ,成为制约国发经济 和社会发展的重 要因 【 煤燃烧过程 中进行脱硫处理 ,即在煤中掺 2 )
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程。
l 前 言
制; 随着 《 中华人民共和国大气枵染防治法 》 的实 施 , 2 脱 硫 的方法
在 以前 较长 的时 间范 围 内 , 环保 部 门要 求 某一 地区 相应 的排放标 准 , 还未 找到较 好 的脱硫 方 式 在
素。
烧固硫剂 固硫 , 固硫物质随炉渣排出 为了遏制酸雨 的进一步发展 ,9 8 1 2 19 年 月 1 【 煤燃烧后进行脱硫处理 ,即对尾部烟气进 3 )
日国务院以国函 [9 8 5 19 ] 号文件批准 了国家环保 行脱硫处理, 净化烟气 , 降低烟气中 S 2 0 排放量。 局制定的《 酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分 方案 》 在两控区内, , 对工业污染排放实行分阶段 控
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这一温度 区域 内 C S aO 不会产生分解 , 且固 硫剂 ( a O 等 ) C C 与煤 是分别 进 人炉 内 , 炉 内充 分 在
煤脱硫技术研究综述
煤脱硫技术研究综述1 燃烧前脱硫技术燃烧前脱硫技术主要是指煤炭选洗技术,应用化学或物理方法去除或减少原煤中所含的硫分和灰分等杂质,从而达到脱硫的目的。
即:在煤矿区或某供煤站设洗煤厂,将煤中含硫的矿物质冼掉,供给用户的是低硫煤、洁净煤。
燃烧前脱硫技术主要有物理洗选煤法、化学洗选煤法、煤的气化和液化等。
物理洗选煤法脱硫最经济,可除去大部分的黄铁矿硫,但只能脱无机硫,且会造成煤炭资源和水资源的浪费。
物理选洗因投资少、运行费用低而成为广泛采用的煤炭选洗技术。
生物化学法脱硫不仅能脱无机硫,也能脱除有机硫,但生产成本昂贵。
目前,化学洗选技术尽管有数十种之多,但因普遍存在操作过程复杂、化学添加剂成本高等缺点而仍停留在小试或中试阶段,尚无法与其他脱硫技术竞争,距工业应用尚有较大距离。
燃烧前脱硫技术中物理洗选煤技术已成熟,煤的气化和液化还有待于进一步研究完善,有的技术如微生物脱硫等正在开发研究。
尽管还存在着种种问题,但其优点是:能同时除去灰分,减轻运输量,减轻锅炉的沾污和磨损,减少电厂灰渣处理量,还可回收部分硫资源。
2 燃烧过程中脱硫技术当煤在炉内燃烧的同时向炉内适当位置喷人脱硫剂,称为燃烧中脱硫。
常用的脱硫剂有石灰石、白云石,也有用熟石灰和生石灰的。
脱硫反应温度较高,一般在800~1250℃的范围内。
常用技术有一下几种。
2.1 煤粉炉直接喷钙脱硫技术炉内喷钙脱硫技术早在20世纪60年代就己经开始研究,由于其脱硫效率没有湿法烟气脱硫(WFGD)高,故在较长一段时间内没有得到工业应用(目前一些国家,特别是发展中国家的有关环保法令只要求对燃煤排放的SO2有中等程度的排除)。
这一方法具有投资省,装置简单,便于改造且能满足一般环保要求,所以受到人们的关注。
单纯的炉内直接喷钙脱硫效率只能达到30%-40%,如再与尾部活化器增湿或与添加催化剂等技术相结合,其脱硫效率可达70%以上,具有广阔的发展前景。
2.2 流化床燃烧脱硫技术在流化床中,煤与粉碎的石灰石一起随同热风进入锅炉,煤和石灰石悬浮在燃烧空气中。
煤炭脱硫原理简介
煤炭脱硫原理简介引言煤炭是地球上最常见的化石燃料之一,其主要成分是碳,但也含有许多不利于环境和健康的杂质。
其中,硫是最为普遍的杂质之一,在燃烧过程中会生成二氧化硫等有害气体,对大气造成污染。
为了减少煤炭燃烧对环境的影响,煤炭脱硫成为一个重要的研究领域。
本文将简要介绍一些煤炭脱硫的原理。
煤炭脱硫的原理煤炭脱硫是指通过一系列处理方法将煤中的硫化物去除,以降低燃烧过程中产生噪声和有害气体的排放。
以下是几种常用的煤炭脱硫原理:1. 物理吸附物理吸附是一种通过材料的孔隙结构吸附煤中的硫化物的过程。
常见的物理吸附剂包括活性炭、硅胶等。
物理吸附剂通常具有大量的孔隙和表面积,这些孔隙和表面可以吸附硫化物分子。
物理吸附的优点是工艺简单、成本低,但其吸附容量有限,需要定期更换吸附剂。
2. 化学吸收化学吸收是一种利用化学反应将煤中的硫化物转化为易于去除的化合物的过程。
常用的化学吸收剂包括石灰、氨水等。
化学吸收剂能够与硫化物发生反应,生成水溶性化合物,并使硫化物从煤中转移到溶液中。
化学吸收的优点是吸附容量较大且吸附效果稳定,但其需要使用大量化学剂,成本较高。
3. 气相吸收气相吸收是一种利用气态吸附剂吸附煤中的硫化物的过程。
常见的气相吸附剂包括氨、二氧化碳等。
在气相吸附过程中,煤炭经过预处理,使硫化物转化为易于吸附的物质。
然后,将气相吸附剂与煤炭接触,硫化物会从煤中转移到气相吸附剂中。
气相吸附的优点是吸附效果较好且可再生,但需要进行后续处理来回收气相吸附剂。
4. 生物吸附生物吸附是一种利用微生物来吸附煤中的硫化物的过程。
微生物可以通过代谢活动将硫化物转化为无害物质,或以生物吸附的方式直接吸附硫化物。
生物吸附的优点是环境友好、资源消耗低,但需要控制微生物的生长环境和处理后续产生的废水。
总结煤炭脱硫是一项重要的环境保护工作,可以降低煤炭燃烧对大气环境的污染。
本文简要介绍了几种常见的煤炭脱硫原理,包括物理吸附、化学吸收、气相吸收和生物吸附。
煤中的硫通常的存在形式
煤中的硫通常的存在形式煤中的硫通常以有机硫和无机硫的状态存在。
下面是仪器仪表网详解煤中硫的情况。
(1)煤中的有机硫。
有机硫是指与煤有机结构相结合的硫,其组成结构非常复杂,主要存在形式有硫醇、硫醚、双硫醚以及呈杂环状态的硫醌和噻吩等。
有机硫主要来自成煤植物中的蛋白质和微生物的蛋白质。
蛋白质中含硫量为0.3%-2.4%,而植物的总含硫量一般都小于0.5%。
所以,硫分在0.5%以下的大多数煤,一般都以有机硫为主。
有机硫与煤中有机质共生,结为一体,分布均匀,不易清除。
(2)煤中的无机硫。
无机硫主要来自矿物质中各种含硫化合物。
主要有硫化物硫和少量硫酸盐硫,偶尔也有元素硫存在。
1)硫化物硫以黄铁矿为主,其次为白铁矿、磁铁矿(Fe7S8)、闪锌矿(ZnS)、方铅矿(PbS)等。
硫化物硫清除的难易程度与硫化物的颗粒大小及分布状态有关,粒度大者可用洗选法除去,粒度极小且均匀分布在煤中者,碳硫分析仪就难以选除。
高硫煤的硫含量中,硫化物硫所占比例较大。
它们部分是由成煤植物转化而来,另外就是由硫酸铁等盐类在停滞缺氧的水中,进行还原反应而生成的。
2)硫酸盐硫以石膏为主,也有少量硫酸亚铁等。
我国煤中硫酸盐硫含量大多小于0.1%,部分煤为0.1 %-0.3%,有些风化或氧化过的含黄铁矿高的煤可达.0.1~0.5%.煤中石膏矿物用洗选法可以除去;硫酸亚铁水溶性好,碳硫分析仪也易于水佚除去。
煤中的硫按可燃性可以分为可燃硫和不可燃硫(或称固定硫),硫酸盐硫属不可燃硫。
按挥发性又可分为挥发硫和固定硫。
煤中各种形态硫的总和称为全硫。
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济宁煤中硫的赋存形态和脱除规律
1、济宁煤中硫的赋存形态和脱除规律的可行性分析山东是煤炭大省,而济宁市探明煤炭资源可采储量 140 亿吨,占山东省的 53% 以上;2008年济宁市原煤产量为7478 万吨,占山东省的 53.5%。
济宁煤中硫的含量较高,兖州煤中平均硫含量在>3%。
硫是煤中主要的有害元素,燃煤过程中释放的SO2是酸雨的主要来源;硫在焦化过程中有70-80%留在焦炭中,而焦中的硫会使进入铁水进而影响钢铁产品的质量。
这在很大程度上限制了济宁煤的使用,造成济宁煤主要作为动力煤,而且商品煤的价格偏低。
目前针对高硫煤的脱硫研究主要分为三个方面:(1)使用前脱硫,(2)使用中脱硫,(3)使用后脱硫,并取得了一定得成果。
但这些成果的使用,是在明确煤中硫的赋存形态和煤转化过程中硫变迁规律的基础上。
本课题旨在对济宁地区高硫煤中硫的赋存形态、煤转化过程中硫的迁移规律以及钙系添加剂对济宁煤燃烧烟气中含硫气体的脱除规律进行研究,为济宁高硫煤洁净利用提供理论基础,拓宽济宁煤的利用途径。
在前人的研究中,化学分析法和气相色谱法被广泛的应用于研究煤转化过程中硫迁移的规律,结果是真实可信的,因此本课题选用这两种分析方法是可行的。
2、济宁煤中硫的赋存形态和脱除规律的先进性分析针对济宁煤中硫形态以及转化过程中的硫迁移规律的研究主要集中在兖州煤,而对其他县市区煤的研究进行的较少。
在日益严格的环保要求和济宁煤化工产业的牵动下,对其余县市区煤的研究势在必行。
1) 提出济宁地区煤中硫的赋存形态和分布规律。
2) 提出济宁地区煤热解、燃烧过程中硫的迁移规律。
3) 选择合适的钙系添加剂,并优化操作条件,实现加入添加剂后降低燃煤烟气中含硫气体的浓度,减少后期脱硫投资。
3、济宁煤中硫的赋存形态和脱除规律的前景预测分析2009年济宁市的煤炭总产量在全国设区的市中已跃居前三名,全市生产矿井、在建矿井、筹建矿井合计达到62对,全年共生产原煤8115万吨完成工业增加值319.3亿元,实现销售收入666.4亿元、利税173.7亿元、煤矿企业实现利润100.5亿元。