大气污染控制工程第六章硫氧化物的污染控制学习资料
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第一节 硫循环及硫排放
➢ 硫是地壳中第六丰富的元素，其丰度约为 260×10-6(质量分数）。在地壳中硫主要以硫酸 盐的形式存在，其中大部分是石膏CaSO4 2H2O或硬石膏CaSO4。石膏是一种化学惰性、 无毒、微溶于水的矿物质，在全球范围广泛存 在。
➢ 人类使用的所有有机燃料都含有一定量的硫。 例如，木材中含硫量大约0.1%、煤炭中的含硫 量大约在0.5%-3%、石油的含硫量在木材和煤 炭之间。
2. 煤的液化
把固体煤炭通过化学加工转化为液体产品的技术，
可分为直接液化和间接液化。直接液化是对煤炭 进行高温高压加氢直接得到液体产品的技术，间 接液化是把煤气化转化为合成气（CO+H2)，然后 再在催化剂作用下合成液体燃料和其它化工产品 的技术。煤炭通过液化将其中的硫等有害元素以 及矿物质脱除，产品为洁净燃料。
b
分
学处理费用问题
60-90
生物法
用特别的菌种来去除煤中的硫分
脱硫率高，费用适度，目前需寻找
>90
b
特别菌种
煤的加工和转化
型煤
用机械方法将煤与固硫一起压制成一定 有提高热效、脱硫双重作用，投资
强度、形状的煤制品
小，费用底，目前需寻找廉价粘结
剂
40-60
煤的气 在一定温度和压力的反应器中将煤转化 工艺较简单，脱硫率高，但使用时
利用煤中矿物质和有机质的密度不同，亲水性 等表面性质差异脱除表面的无机硫，脱硫效率 在40%以下；洗选可降低灰分和硫分，减少烟 尘和SO2排放，并提高燃烧效率。发达国家原 煤入洗率在60%以上。
煤炭洗选技术是一种采用物理、化学或生物方 法除去或减少煤中所含的硫份、灰份的洁净煤 技术，目前，我国广泛采用的是物理选煤方法。 常用的有重力分选法、浮选法等。
➢ 燃料燃烧时，燃料中的硫将转化为SO2排入大气， 最终沉降海洋和陆地，经过漫长的地质变迁将 进入燃料和硫化物矿，被人类采掘利用。
因此，控制SO2排放的重点，是控制与能 源活动有关的排放。控制的方法有：采
用低硫燃料和清洁能源替代、燃料脱硫、
燃烧过程中脱硫和末端尾气脱硫。
燃烧前脱硫技术
技术
煤的替 换
重力分选方法
分选方法
适宜粒度 适用煤种 （mm）
脱灰 脱硫 效率 效率
重介质旋流器 3-0.045
难选
高
高
所用介质 磁铁矿粉悬浮液
运行 费用
较高
块煤重介分选法 300-13
难选
高
高
磁铁矿粉悬浮液
中等
小直径重介旋流器 跳汰
水介质旋流器
摇床 螺旋分选机 多段重选机
6-0.2 50-0.5
13-0.2
6-0.1 0.5-0.1
• 原煤强磁脱硫是利用煤的逆磁性与矿物杂质的顺磁性 之间差别，煤磨成煤粉后两者达到基本解离，从而使 煤与矿物杂质分离。原理是：当煤浆流过充填钢毛的 磁场空间时，磁性颗粒受磁力作用而被钢毛捕吸，非 磁性颗粒则受流体拖曳作用而被带出磁场，成为精煤 产品。在磁场消退后，再冲洗出磁性产物，从而达到 分离的目的。
• 流化床燃烧技术有四种基本类型：具有固态 物再循环的沸腾床（BB），内部循环的流化 床；烟气循环流化床（CFB），不同流态化 的组合系统。其中BB和CFB锅炉已进入实用 阶段。采用CFB型目前正在运行的最大机组 为15万千瓦，在建的最大机组为16.5万千瓦。
• 烟气循环流化床脱硫（CFB）工艺以循环 流化床原理为基础，通过吸收剂的多次再 循环，使吸收剂与烟气的接触时间长达半 小时以上，大大提高了吸收剂的利用率， 它不但具有干法工艺的许多优点，而且能 在很低的钙硫比情况下达到甚至超过湿法 工艺的脱硫效率（95%以上），适和中小 锅炉的净化。
• 直接脱硫是选用抗中毒性能较好的催化剂，将 重油直接引入装有催化剂的反应塔加氢脱硫， 同时采取适当的防护措施，如有的工艺在反应 塔前加防护塔，填充其他廉价的催化剂，尽可 能除去不纯物和金属成分。
• 间接脱硫过程是先把重油减压蒸馏，分成馏出 油和残油。单独将馏出油进行高压加氢脱硫， 然后与残油相混合；或以液化丙烷（或丁烷） 作溶剂，对残油进行处理，分离出沥青后，再 与馏出油混合进行加氢处理。
• 重力分选法
煤中黄铁矿的密度一般大于3.0，而煤的有机质 母体密度仅1.2-1.8。因此，根据密度的差异，采 用重力分选方法排除大于1.8密度级的重产物， 可达到同时脱灰脱硫的目的。
重力分选常用方法有：摇床、螺旋分选机、跳 汰、水介质旋流器、重介质旋流器等，其中摇 床等前四种设备所用的分选介质均为水，运行 费用较低，适合于易选或中等可选煤，重介质 旋流器以磁铁矿粉悬浮液为介质，其运行费用 较高，适合于难选煤，其分选效率高于以水为 介质的重力分选方法 。
技术
工作原理
特点
炉内喷脱硫 剂g
常压流化床 (循环流化 床)a
增压流化床 b
燃烧中脱硫
炉内喷脱硫剂将干吸附剂 直接喷入炉膛，吸附剂分 解后与SO2反应
工艺简单，费用低，但脱硫率低，有 管道结垢、固体废物量大、废物及烟 气性质改变等问题
先进燃烧技术
将煤和吸附剂加入燃烧室 的床层（压力为常压或接 近常压，从炉底鼓风成流 化燃烧）
• 流化床锅炉，对燃煤的适应性好，加 入石灰石粉或石灰粉可以脱除SO2， 由于其燃烧温度低，抑制NOx排放量， 即脱硫也脱氮，但锅炉造价和运行要 求相对提高。
2、炉内喷吸收剂及烟气增湿活化脱硫工艺
• 吸收剂有石灰粉与石灰乳两种。 • 将石灰粉喷入炉内适当的温度区，
• CFB工艺的特点是系统简单，脱硫效率高； 锅炉负荷从100%变化到30%，系统仍能 很好的工作；占地小，适合于现有电厂的 改造；处理后的烟气总能达到规定的标准； 脱硫副产品呈干粉状，没有大量废水，有 利于综合利用。
• CFB工艺基建投资仅为石灰石——石膏 法流程的25%左右，固定运行、维护 费用也比其他工艺低许多。综合看， CFB工艺的单位容量的投资加运行费用 只有石灰石——石膏工艺的60%。
能显著提高热效，脱硫率很高，但工 艺复杂，费用高
层燃锅炉a 将石灰石和煤在床前或床 工艺设备简单，费用低，但脱硫率低 层中混合后燃烧
烟气循环g 将部分烟气同空气混合后 工艺设备简单，费用低，但脱硫率低 鼓入燃烧器中
注：a 表示已商业化；b 表示尚在开发；g 表示商业示范
85-99 <50 15-25
• 该法能有效脱除原煤中的无机硫，主要是黄铁矿中的 硫，在脱硫的同时还可以脱除相当一部分的灰分，并 能有效提高燃煤质量，有利于锅炉的运行，减少电厂 的灰渣量；具有处理量大、成本低的特点。
• 目前国内矿物加工行业正在实现高梯度磁选工艺的工 业应用，可为高硫煤强磁脱硫的研究提供有益经验。 国外该方法已经试验成功，并且很有可能投入运行。
直接液化新工艺有几十种，比较著名的有溶剂精 炼煤法（SCR-I、SCR-II)、供氢溶剂法（EDS)、 氢煤法（H-COAL)、德国新工艺、英国的溶剂萃 取法和日本的溶剂分解法等。
间接液化的典型工艺是弗-托合称法，又称CO加 氢法。其主要反应是合成烷烃的反应和少量合成 烯烃的反应。
溶解器
分离
煤炭再循环
➢ 型煤固硫是另一条控制SO2污染的经济有效途径。选用不同 煤种、以无粘结剂法或以沥青等为粘结剂，用廉价的钙系固 硫剂，经干馏成型或直接压制成型，制得多种型煤。美国型 煤加石灰石固硫率达87%，烟尘减少2/3；日本蒸汽机车用石 灰使型煤固硫率达70-80%，脱硫费用仅为选煤的8%。
1、原煤洗选、分选及效果分析
3、化学法和生物法
• 化学法主要是氧化法，脱除大部分无机 硫与部分有机硫。
• 生物法脱硫原理是利用某些微生物溶解 黄铁矿以及用硫杆菌除去有机硫。
• 化学法和生物法的脱硫技术尚处在开发 试验阶段而且反应条件严格，脱硫成本 高。
二、煤炭的转化
将煤炭转化为清洁燃料，一直是科学界致力的 方向。煤炭转化主要是气化和液化，即对煤进 行脱碳或加氢，以改变其原有的碳氢比，把煤 转化为清洁的二次燃料。
各种可选性 高
ห้องสมุดไป่ตู้易选或中等 可选
易选或中等 可选
易选
易选
中等 较差 中等 中等
易选或中等 较差 可选
高 极细磁铁矿粉悬浮液 高
较高
水
低
中等
水
低
较高
水
较低
较高
水
低
高
水
较高
• 浮选法
利用煤和脉石表面物理化学性质的差异进行分选。 煤是憎水的，易于粘着在气泡上而上浮，亲水的 脉石不易粘附在气泡上，留在尾矿中达到分离的 目的。新鲜黄铁矿的表面是亲水的，但黄铁矿在 开采、运输和分选过程中不可避免地被氧化，从 而提高了黄铁矿的可浮性。
1.煤的气化
以煤炭为原料，采用空气、氧气、CO2和水蒸 气为气化剂，在气化炉内进行煤的气化反应， 可以生产出不同组分、不同热值的煤气。
气化方法按煤在气化炉中的流体力学行为可分 为移动床、流化床、气流床三种方法，均已工 业化或已建示范装置。
• 移动床气化，可分为常压和加压两种。常用方 法是鲁奇（Lurgi)加压气化法，用O2与水蒸气为 气化剂，生产的煤气中甲烷含量高，适合处理 灰分高、水分高的块粒状褐煤。
化a
气体
有煤气输送及安全问题
85-99
煤的液 直接液化是用物化方法将煤直接液化；
化b
间接液化是先气化，后液化
煤液混 将细煤粉与加入适量添加剂的液体混合 燃料运输储存方便，可节能工艺简
合物a
配成
单，费用适度，脱硫率高
注：a 表示已商业化；b 表示尚在开发；g 表示商业示范
燃烧中脱硫技术和先进燃烧技术
工作原理 用含硫量低的燃料替换煤
特点
无需另外处理设施，简便易行，但 受资源分布限制
SO2 削减率 （%）
50-80
选煤
物理法 利用比重、表面性质、磁力、电力或其 工艺较简单，费用适度，但脱硫率
它物理属性的差异来分离煤中杂质
底
10-50
化学法 用化学方法去除煤中以化学键结合的硫 脱硫率高，但能耗和费用高，有化
第二节 燃烧前燃料脱硫
一、煤炭的固态加工
➢ 原煤必须经过分选，以除去煤中的矿物质。
➢ 选煤工艺是重力分选法。分选后原煤含硫量降低40%-90%。 硫的净化效率取决于煤中黄铁矿的硫颗粒大小及无机硫含量。
➢ 正在研究的新脱硫方法有：浮选法、氧化脱硫法、化学浸出 法、化学破碎法、细菌脱硫、微波脱硫及溶剂精练等多种方 法，但至今在工业上实际应用的方法为数很少。
• 流化床气化采用8mm以下的颗粒煤为原料，气 化剂同时作为流化介质。
• 气流床气化可分为水煤浆气化和粉煤气化两种 技术。其特点在于煤粒被气流夹带、各自被气 流隔开，燃料的粘结性对气化过程没有影响。 采用O2和少量的水作为气化剂。
• 煤气主要是H2、CO和CH4等可燃混合气。煤气 中的硫主要以H2S形式存在，大型煤气厂是先 用湿法洗涤器脱除大部分H2S，再用干法吸附 和催化转化除去其余部分。小型煤气厂一般用 氧化铁法脱除H2S。
采用物理方法对原煤进行洗选，煤炭中的有机硫 含量基本不变，以黄铁矿硫为主的无机硫的含量 平均可降低50-80%，原煤中全硫含量约可降低 20-40%。煤炭经洗选后不仅可脱除一定的灰份 和硫份，同时热值也有所提高，平均将提高10% 以上，也就是说，洗后煤与原煤相比，节煤率约 为10%。
2、原煤强磁脱硫工艺
热效及脱硫率高，可燃劣质煤，但废 物、颗粒物难处理，费用高
原理类似常压流化床，燃 烧室内压力为8至15个大气 压
除常压床的特点外，还进一步提高了 热效及添加剂利用率，且占地小，但 热烟气净化难，对管材要求高
SO2 削减率 （%） 40-70
85-90
95
煤气化联合 循环a
将煤气化后燃烧，驱动燃 气轮机，余气烧锅炉，驱 动汽轮机
• 另一种重油脱硫方法是将重油用蒸汽、氧气部 分燃烧气化，硫转化成为硫化氢和少量二氧化 硫，然后进行处理。
第三节 燃烧中脱硫 －流化床燃烧脱硫
即炉内脱硫，在煤燃烧过程中加入吸 收剂吸收燃烧生成的SO2，如炉内喷 钙技术与各类流化态燃烧锅炉。
1、流态化燃烧技术
• 流化床燃烧技术（FBC），煤种适应性广、 氮氧化物排放量少、可在炉内脱硫以及成功 应用于工业锅炉，现在正向大型化发展。
减压塔 底产物
变换
德士古气化
H2 精制
轻质烃类
汽油 喷气燃料 柴油机燃料 锅炉燃料
SRC－II 工艺路线
鲁奇气化弗－托合成法工艺路线
三、重油脱硫
钼、钴和镍等金属
重 氧化物作催化剂 油 高压加氢反应
切断碳与硫的化 合键，以氢置换 出碳，同时氢与 硫作用形成H2S
吸附 除去 H2S
生产过程中，碳会沉积在催化剂表面，重油中钒、镍金属 的有机化合物与氢反应也会沉积在催化剂上，导致催化剂 中毒。因此，发展了直接脱硫和间接托脱硫两种工艺。
➢ 硫是地壳中第六丰富的元素，其丰度约为 260×10-6(质量分数）。在地壳中硫主要以硫酸 盐的形式存在，其中大部分是石膏CaSO4 2H2O或硬石膏CaSO4。石膏是一种化学惰性、 无毒、微溶于水的矿物质，在全球范围广泛存 在。
➢ 人类使用的所有有机燃料都含有一定量的硫。 例如，木材中含硫量大约0.1%、煤炭中的含硫 量大约在0.5%-3%、石油的含硫量在木材和煤 炭之间。
2. 煤的液化
把固体煤炭通过化学加工转化为液体产品的技术，
可分为直接液化和间接液化。直接液化是对煤炭 进行高温高压加氢直接得到液体产品的技术，间 接液化是把煤气化转化为合成气（CO+H2)，然后 再在催化剂作用下合成液体燃料和其它化工产品 的技术。煤炭通过液化将其中的硫等有害元素以 及矿物质脱除，产品为洁净燃料。
b
分
学处理费用问题
60-90
生物法
用特别的菌种来去除煤中的硫分
脱硫率高，费用适度，目前需寻找
>90
b
特别菌种
煤的加工和转化
型煤
用机械方法将煤与固硫一起压制成一定 有提高热效、脱硫双重作用，投资
强度、形状的煤制品
小，费用底，目前需寻找廉价粘结
剂
40-60
煤的气 在一定温度和压力的反应器中将煤转化 工艺较简单，脱硫率高，但使用时
利用煤中矿物质和有机质的密度不同，亲水性 等表面性质差异脱除表面的无机硫，脱硫效率 在40%以下；洗选可降低灰分和硫分，减少烟 尘和SO2排放，并提高燃烧效率。发达国家原 煤入洗率在60%以上。
煤炭洗选技术是一种采用物理、化学或生物方 法除去或减少煤中所含的硫份、灰份的洁净煤 技术，目前，我国广泛采用的是物理选煤方法。 常用的有重力分选法、浮选法等。
➢ 燃料燃烧时，燃料中的硫将转化为SO2排入大气， 最终沉降海洋和陆地，经过漫长的地质变迁将 进入燃料和硫化物矿，被人类采掘利用。
因此，控制SO2排放的重点，是控制与能 源活动有关的排放。控制的方法有：采
用低硫燃料和清洁能源替代、燃料脱硫、
燃烧过程中脱硫和末端尾气脱硫。
燃烧前脱硫技术
技术
煤的替 换
重力分选方法
分选方法
适宜粒度 适用煤种 （mm）
脱灰 脱硫 效率 效率
重介质旋流器 3-0.045
难选
高
高
所用介质 磁铁矿粉悬浮液
运行 费用
较高
块煤重介分选法 300-13
难选
高
高
磁铁矿粉悬浮液
中等
小直径重介旋流器 跳汰
水介质旋流器
摇床 螺旋分选机 多段重选机
6-0.2 50-0.5
13-0.2
6-0.1 0.5-0.1
• 原煤强磁脱硫是利用煤的逆磁性与矿物杂质的顺磁性 之间差别，煤磨成煤粉后两者达到基本解离，从而使 煤与矿物杂质分离。原理是：当煤浆流过充填钢毛的 磁场空间时，磁性颗粒受磁力作用而被钢毛捕吸，非 磁性颗粒则受流体拖曳作用而被带出磁场，成为精煤 产品。在磁场消退后，再冲洗出磁性产物，从而达到 分离的目的。
• 流化床燃烧技术有四种基本类型：具有固态 物再循环的沸腾床（BB），内部循环的流化 床；烟气循环流化床（CFB），不同流态化 的组合系统。其中BB和CFB锅炉已进入实用 阶段。采用CFB型目前正在运行的最大机组 为15万千瓦，在建的最大机组为16.5万千瓦。
• 烟气循环流化床脱硫（CFB）工艺以循环 流化床原理为基础，通过吸收剂的多次再 循环，使吸收剂与烟气的接触时间长达半 小时以上，大大提高了吸收剂的利用率， 它不但具有干法工艺的许多优点，而且能 在很低的钙硫比情况下达到甚至超过湿法 工艺的脱硫效率（95%以上），适和中小 锅炉的净化。
• 直接脱硫是选用抗中毒性能较好的催化剂，将 重油直接引入装有催化剂的反应塔加氢脱硫， 同时采取适当的防护措施，如有的工艺在反应 塔前加防护塔，填充其他廉价的催化剂，尽可 能除去不纯物和金属成分。
• 间接脱硫过程是先把重油减压蒸馏，分成馏出 油和残油。单独将馏出油进行高压加氢脱硫， 然后与残油相混合；或以液化丙烷（或丁烷） 作溶剂，对残油进行处理，分离出沥青后，再 与馏出油混合进行加氢处理。
• 重力分选法
煤中黄铁矿的密度一般大于3.0，而煤的有机质 母体密度仅1.2-1.8。因此，根据密度的差异，采 用重力分选方法排除大于1.8密度级的重产物， 可达到同时脱灰脱硫的目的。
重力分选常用方法有：摇床、螺旋分选机、跳 汰、水介质旋流器、重介质旋流器等，其中摇 床等前四种设备所用的分选介质均为水，运行 费用较低，适合于易选或中等可选煤，重介质 旋流器以磁铁矿粉悬浮液为介质，其运行费用 较高，适合于难选煤，其分选效率高于以水为 介质的重力分选方法 。
技术
工作原理
特点
炉内喷脱硫 剂g
常压流化床 (循环流化 床)a
增压流化床 b
燃烧中脱硫
炉内喷脱硫剂将干吸附剂 直接喷入炉膛，吸附剂分 解后与SO2反应
工艺简单，费用低，但脱硫率低，有 管道结垢、固体废物量大、废物及烟 气性质改变等问题
先进燃烧技术
将煤和吸附剂加入燃烧室 的床层（压力为常压或接 近常压，从炉底鼓风成流 化燃烧）
• 流化床锅炉，对燃煤的适应性好，加 入石灰石粉或石灰粉可以脱除SO2， 由于其燃烧温度低，抑制NOx排放量， 即脱硫也脱氮，但锅炉造价和运行要 求相对提高。
2、炉内喷吸收剂及烟气增湿活化脱硫工艺
• 吸收剂有石灰粉与石灰乳两种。 • 将石灰粉喷入炉内适当的温度区，
• CFB工艺的特点是系统简单，脱硫效率高； 锅炉负荷从100%变化到30%，系统仍能 很好的工作；占地小，适合于现有电厂的 改造；处理后的烟气总能达到规定的标准； 脱硫副产品呈干粉状，没有大量废水，有 利于综合利用。
• CFB工艺基建投资仅为石灰石——石膏 法流程的25%左右，固定运行、维护 费用也比其他工艺低许多。综合看， CFB工艺的单位容量的投资加运行费用 只有石灰石——石膏工艺的60%。
能显著提高热效，脱硫率很高，但工 艺复杂，费用高
层燃锅炉a 将石灰石和煤在床前或床 工艺设备简单，费用低，但脱硫率低 层中混合后燃烧
烟气循环g 将部分烟气同空气混合后 工艺设备简单，费用低，但脱硫率低 鼓入燃烧器中
注：a 表示已商业化；b 表示尚在开发；g 表示商业示范
85-99 <50 15-25
• 该法能有效脱除原煤中的无机硫，主要是黄铁矿中的 硫，在脱硫的同时还可以脱除相当一部分的灰分，并 能有效提高燃煤质量，有利于锅炉的运行，减少电厂 的灰渣量；具有处理量大、成本低的特点。
• 目前国内矿物加工行业正在实现高梯度磁选工艺的工 业应用，可为高硫煤强磁脱硫的研究提供有益经验。 国外该方法已经试验成功，并且很有可能投入运行。
直接液化新工艺有几十种，比较著名的有溶剂精 炼煤法（SCR-I、SCR-II)、供氢溶剂法（EDS)、 氢煤法（H-COAL)、德国新工艺、英国的溶剂萃 取法和日本的溶剂分解法等。
间接液化的典型工艺是弗-托合称法，又称CO加 氢法。其主要反应是合成烷烃的反应和少量合成 烯烃的反应。
溶解器
分离
煤炭再循环
➢ 型煤固硫是另一条控制SO2污染的经济有效途径。选用不同 煤种、以无粘结剂法或以沥青等为粘结剂，用廉价的钙系固 硫剂，经干馏成型或直接压制成型，制得多种型煤。美国型 煤加石灰石固硫率达87%，烟尘减少2/3；日本蒸汽机车用石 灰使型煤固硫率达70-80%，脱硫费用仅为选煤的8%。
1、原煤洗选、分选及效果分析
3、化学法和生物法
• 化学法主要是氧化法，脱除大部分无机 硫与部分有机硫。
• 生物法脱硫原理是利用某些微生物溶解 黄铁矿以及用硫杆菌除去有机硫。
• 化学法和生物法的脱硫技术尚处在开发 试验阶段而且反应条件严格，脱硫成本 高。
二、煤炭的转化
将煤炭转化为清洁燃料，一直是科学界致力的 方向。煤炭转化主要是气化和液化，即对煤进 行脱碳或加氢，以改变其原有的碳氢比，把煤 转化为清洁的二次燃料。
各种可选性 高
ห้องสมุดไป่ตู้易选或中等 可选
易选或中等 可选
易选
易选
中等 较差 中等 中等
易选或中等 较差 可选
高 极细磁铁矿粉悬浮液 高
较高
水
低
中等
水
低
较高
水
较低
较高
水
低
高
水
较高
• 浮选法
利用煤和脉石表面物理化学性质的差异进行分选。 煤是憎水的，易于粘着在气泡上而上浮，亲水的 脉石不易粘附在气泡上，留在尾矿中达到分离的 目的。新鲜黄铁矿的表面是亲水的，但黄铁矿在 开采、运输和分选过程中不可避免地被氧化，从 而提高了黄铁矿的可浮性。
1.煤的气化
以煤炭为原料，采用空气、氧气、CO2和水蒸 气为气化剂，在气化炉内进行煤的气化反应， 可以生产出不同组分、不同热值的煤气。
气化方法按煤在气化炉中的流体力学行为可分 为移动床、流化床、气流床三种方法，均已工 业化或已建示范装置。
• 移动床气化，可分为常压和加压两种。常用方 法是鲁奇（Lurgi)加压气化法，用O2与水蒸气为 气化剂，生产的煤气中甲烷含量高，适合处理 灰分高、水分高的块粒状褐煤。
化a
气体
有煤气输送及安全问题
85-99
煤的液 直接液化是用物化方法将煤直接液化；
化b
间接液化是先气化，后液化
煤液混 将细煤粉与加入适量添加剂的液体混合 燃料运输储存方便，可节能工艺简
合物a
配成
单，费用适度，脱硫率高
注：a 表示已商业化；b 表示尚在开发；g 表示商业示范
燃烧中脱硫技术和先进燃烧技术
工作原理 用含硫量低的燃料替换煤
特点
无需另外处理设施，简便易行，但 受资源分布限制
SO2 削减率 （%）
50-80
选煤
物理法 利用比重、表面性质、磁力、电力或其 工艺较简单，费用适度，但脱硫率
它物理属性的差异来分离煤中杂质
底
10-50
化学法 用化学方法去除煤中以化学键结合的硫 脱硫率高，但能耗和费用高，有化
第二节 燃烧前燃料脱硫
一、煤炭的固态加工
➢ 原煤必须经过分选，以除去煤中的矿物质。
➢ 选煤工艺是重力分选法。分选后原煤含硫量降低40%-90%。 硫的净化效率取决于煤中黄铁矿的硫颗粒大小及无机硫含量。
➢ 正在研究的新脱硫方法有：浮选法、氧化脱硫法、化学浸出 法、化学破碎法、细菌脱硫、微波脱硫及溶剂精练等多种方 法，但至今在工业上实际应用的方法为数很少。
• 流化床气化采用8mm以下的颗粒煤为原料，气 化剂同时作为流化介质。
• 气流床气化可分为水煤浆气化和粉煤气化两种 技术。其特点在于煤粒被气流夹带、各自被气 流隔开，燃料的粘结性对气化过程没有影响。 采用O2和少量的水作为气化剂。
• 煤气主要是H2、CO和CH4等可燃混合气。煤气 中的硫主要以H2S形式存在，大型煤气厂是先 用湿法洗涤器脱除大部分H2S，再用干法吸附 和催化转化除去其余部分。小型煤气厂一般用 氧化铁法脱除H2S。
采用物理方法对原煤进行洗选，煤炭中的有机硫 含量基本不变，以黄铁矿硫为主的无机硫的含量 平均可降低50-80%，原煤中全硫含量约可降低 20-40%。煤炭经洗选后不仅可脱除一定的灰份 和硫份，同时热值也有所提高，平均将提高10% 以上，也就是说，洗后煤与原煤相比，节煤率约 为10%。
2、原煤强磁脱硫工艺
热效及脱硫率高，可燃劣质煤，但废 物、颗粒物难处理，费用高
原理类似常压流化床，燃 烧室内压力为8至15个大气 压
除常压床的特点外，还进一步提高了 热效及添加剂利用率，且占地小，但 热烟气净化难，对管材要求高
SO2 削减率 （%） 40-70
85-90
95
煤气化联合 循环a
将煤气化后燃烧，驱动燃 气轮机，余气烧锅炉，驱 动汽轮机
• 另一种重油脱硫方法是将重油用蒸汽、氧气部 分燃烧气化，硫转化成为硫化氢和少量二氧化 硫，然后进行处理。
第三节 燃烧中脱硫 －流化床燃烧脱硫
即炉内脱硫，在煤燃烧过程中加入吸 收剂吸收燃烧生成的SO2，如炉内喷 钙技术与各类流化态燃烧锅炉。
1、流态化燃烧技术
• 流化床燃烧技术（FBC），煤种适应性广、 氮氧化物排放量少、可在炉内脱硫以及成功 应用于工业锅炉，现在正向大型化发展。
减压塔 底产物
变换
德士古气化
H2 精制
轻质烃类
汽油 喷气燃料 柴油机燃料 锅炉燃料
SRC－II 工艺路线
鲁奇气化弗－托合成法工艺路线
三、重油脱硫
钼、钴和镍等金属
重 氧化物作催化剂 油 高压加氢反应
切断碳与硫的化 合键，以氢置换 出碳，同时氢与 硫作用形成H2S
吸附 除去 H2S
生产过程中，碳会沉积在催化剂表面，重油中钒、镍金属 的有机化合物与氢反应也会沉积在催化剂上，导致催化剂 中毒。因此，发展了直接脱硫和间接托脱硫两种工艺。