煤的脱硫
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
－
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。
脱硫技术分为燃烧前煤脱硫, 燃烧中煤脱硫
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。其反应过程是煤中硫燃烧生成二氧化硫，同时石灰石煅烧分解为多孔状氧化钙，二氧化硫到达吸附剂表面并反应，从而达到脱硫效果。流化床燃烧脱硫的主要影响因素有钙硫比，煅烧温度，脱硫剂的颗粒尺寸孔隙结构和脱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ剂种类等。为提高脱硫效率，可采用以下方法:
(1)改进燃烧系统的设计及运行条件
(2)脱硫剂预煅烧
(3)运用添加剂，如碳酸钠，碳酸钾等
(4)开发新型脱硫剂
三、 燃烧后烟气脱硫技术
烟气脱硫的基本原理是酸碱中和反应。烟气中的二氧化硫是酸性物质，通过与碱性物质发生反应，生成亚硫酸盐或硫酸盐，从而将烟气中的二氧化硫脱除。最常用的碱性物质是石灰石、生石灰和熟石灰，也可用氨和海水等其它碱性物质。共分为湿法烟气脱硫技术、干法烟气脱硫技术、半干法烟气脱硫技术三类，分别介绍如下:
3、干法烟气脱硫技术
干法采用固体粉末或颗粒为吸附剂，干法脱硫后烟气仍具有较高的温度(100?)，排出后易扩散。主要有炉内喷钙法和活性炭法。由于炉内喷钙法的吸收剂及反应原理与湿法有些相似，这里不再详述，只介绍一下活性炭法。
脱硫技术
喷淋吸收塔示意图
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石灰石／石 膏法的烟气 脱硫系统图
1—锅炉；2—电除尘器；6—吸收塔；9—氧化用空气；10—工艺过程用水；11—粉状石 灰石，13—粉状石灰石贮仓；14—石灰石中和剂贮箱；15—水力旋流分离器；16—皮带 39 过滤机；17—中间贮箱；18—溢流贮箱；20—石膏贮仓；21—溢流废水，22—石膏
三、海水烟气脱硫
• 海水因具有—定的天然碱度和特定 的水化学特性被用于烟气脱硫 • 海水烟气脱硫工艺适用于燃煤含硫 量不高并以海水为循环冷却水的海
边电厂
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海水烟气脱硫工艺的主要特点
1. 工艺简单，无需脱硫剂的制备，系统可靠， 可用率高 2. 系统脱硫效率高，—般可达90% 3. 不需添加脱硫剂，也无废水废料处理问题 4. 与其它湿法脱硫工艺相比，投资省，运行费 用低 不足之处： 1. 其应用有局限性，只能用于海边电厂，适用 于燃煤含硫量不大于1.5%的中低硫煤 2. 重金属和多环芳烃的浓度不能超过规定的排 放标准
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石灰石／石膏法
• 石灰石／石膏法和石灰石／石灰法最主 要的区别就是，向吸收塔的浆液中鼓入 空气，以强制使100%的CaSO3均氧化成 CaSO4(石膏)。这样，脱硫以后的固体副 产品不再是废物而需抛弃，而是有用的 石膏产品
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石灰石／石膏法的优点
1. 吸收塔将洗涤循环、石灰石溶解、强制空气氧化 及石膏结晶结合为—体； 2. 洗涤循环底槽内有机械搅拌和氧化空气分配系统； 3. 石灰石粉与水混合制浆后定量加入吸收塔内； 4. 引风机位于吸收塔烟气入口，没有腐蚀和结垢的 问题，吸收塔正压运行； 5. 采用回转式气／气烟气再热器，利用原烟气自身 热能加热洗涤脱硫后的冷湿烟； 6. 石膏浆液经水力旋流分离器和真空皮带过滤器脱 水及热烟气干燥处理，最终副产品为粉状或块状 石膏； 7. 在燃煤含硫量为 0.7%~2.5% 时， Ca/S ＝ 1.0~1.5 ， 可以达到 90%~99.2%的脱硫效率。对于含硫量高 于3%的煤种，其运行经验较少 36
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。
煤中硫的脱除方法
被称为梅耶斯 (Meyers)方法的高铁离子氧化法是一种有前景的 脱硫方法。不过，由于高铁的氧化电势较弱，因而必须选用对黄铁矿 具有适当选择性的高铁盐，硫酸高铁便是较为合适的氧化剂。该方法 具有以下特点：
1)高铁离子很容易用空气或氧气再生； 2)一些成对的高铁-亚铁盐在水中具有很高的溶解度； 3)黄铁矿－高铁离子反应的产物(硫和硫酸亚铁)对环境基本无害 并且适于贮存； 4)使用硫酸高铁不会对煤造成新的污染，因为硫酸铁本身就是煤 的组成部分； 5)硫酸高铁对金属反应器的腐蚀性较弱。
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。
细菌类的微生物正日益增加地用于分解和消除人造垃圾场中的 污染物。生物纠正是用天然的和遗传工程的微生物来处理含有油污 的水、被污染的土壤、危险的(有毒的)烟气等。针对各种废物选择 或培养具有相应处理能力的专用细菌用于生物纠正，并借助于额外 的营养素将其转化为无害的副产品。这种方法不贵而且往往比传统 的处理技术更有效。美国的环境保护机构正在数百座垃圾处理场采 用生物处理方法。
上述的第一步是微生物与硫铁矿的直接作用；第二步是微生物 与中间产物Fe2+、中间产物Fe3+与硫铁矿间的作用；第三步是微生物 与中间产物S间的作用。
中间产物（Fe2+和S）又被微生物作为繁衍的能源。 目前已知的能脱除硫铁矿硫的微生物有：氧化亚铁硫杆菌、氧 化硫硫杆菌以及能在70℃的高温下生长发育的古细菌，这些细菌能 从铁和硫氧化过程中获得能量，并能固定空气中的CO2而繁殖，属于 自养菌。它们在自然界的温泉、硫化物矿床等含铁、含硫丰富的酸 性环境中生息，一般生长缓慢，较难得到大量的菌体，利用此类细 菌在实验室烧瓶试验条件下，脱除煤中90％的硫铁矿硫需1至2周时 间。
选煤脱硫技术
选煤脱硫技术摘要本文介绍了各种选煤脱硫的技术方法,为不同煤的脱硫方法的选择提供科学依据,实现煤炭的高效洁净利用。
关键词选煤;脱硫;技术;方法1 概述煤炭脱硫技术可以分为3种:煤燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫。
煤燃烧前脱硫是指在煤燃烧前通过采用选煤技术、水煤浆技术、型煤技术、动力煤配煤技术等技术方法对煤炭净化,使煤炭的硫分和灰分降低,进而减少煤炭燃烧时的二氧化硫的排放量。
燃烧中脱硫是指在煤燃烧时向炉内喷入钙系和添加固硫剂进行脱硫。
燃烧后脱硫(又称烟气脱硫)是指对煤燃烧后排出的气体进行净化以减少二氧化硫的含量。
煤燃烧前脱硫,尤其是选煤脱硫是降低煤的含硫量的重要途径。
选煤作为洁净煤技术的源头,既能脱硫降灰,又能提高热能的利用率,而且选煤脱硫的费用远远低燃烧中和燃烧后脱硫。
所以,近年来国家在选煤脱硫方面的投资大大增加。
2 选煤脱硫技术煤炭中的硫分为有机硫和无机硫。
有机硫在煤中与碳原子以共价键结合,以噻吩型、硫化物型和硫醇型等形态存在,并且以噻吩型为主。
无机硫以矿物质形态存在,其大部分是以黄铁矿形态存在,还会有少量的硫酸盐和单质硫。
有机硫和无机硫相比,脱除有机硫要比无机硫困难。
选煤脱硫可分为物理脱硫、化学脱硫、生物脱硫、温和净化脱硫。
2.1 物理脱硫技术物理脱硫主要是重力选煤脱硫,也包括电磁选煤脱硫和拣选脱硫。
重力选煤即跳汰选煤、重介质选煤、空气重介质流化床干法选煤、风力选煤、斜槽和摇床选煤等。
重力选煤脱硫是利用煤中有机质和硫铁矿的密度差异使两者分离的方法。
它是物理选煤脱硫的主要方法。
重力选煤脱硫方法可以经济地除去大块黄铁矿,但不能脱除煤中有机硫。
电选是利用煤和矿物质介电性质的不同而进行的分选。
根据带电方式的不同将电选机分为3类:摩擦静电分选机、静电分选机、高压分选机。
其中,摩擦静电分选机能有效去除煤中的黄铁矿。
磁选脱硫主要是指高梯度强磁分离煤脱硫。
煤中的有机硫一般与可燃有机物结合在一起,呈逆磁性,无机硫则具有较强的顺磁性。
煤炭燃烧前与燃烧中的脱硫技术简介
化学脱硫技术
热解法脱硫
在高温条件下，使煤炭中的硫分与添加的还原剂发生化学反应， 生成硫化物或单质硫而从煤炭中分离。
氧化法脱硫
利用强氧化剂将煤炭中的硫分氧化成硫酸盐或亚硫酸盐，然后将其 从煤炭中分离。
溶剂法脱硫
利用特定的溶剂将煤炭中的硫分溶解，然后通过蒸馏或萃取等方法 将溶剂和硫分分离。
效果显著；技术成熟，应用广泛。
缺点：处理过程较复杂，可能需要额 外能源，增加成本。
燃烧中脱硫技术
优点：可在燃烧过程中实时去除硫化物，操 作简便；适用于已建成燃煤电厂的改造。
缺点：脱硫效率相对较低，可能需要 特殊设备或催化剂。
选择依据与建议
选择依据
根据实际情况选择合适的脱硫技术，包括排放标准、投资成本、运行费用、技术成熟度等。
优点
操作简单，脱硫效果较好，适用于各种类型的煤。
缺点
需要使用大量的石灰石粉末，会增加燃料成本和设备磨损。
燃烧中其他脱硫技术
循环流化床燃烧技术
通过在循环流化床中燃烧煤，使煤与 空气充分混合，提高燃烧效率并降低 烟气中的硫氧化物排放。
电子束照射法
利用高能电子束照射烟气，使二氧化 硫和氮氧化物转化为硫酸铵和硝酸铵 等无害物质。
提高企业形象
采用脱硫技术可以减少污染物的排放，提升企业的环保形象，增强社 会责任感。
02 煤炭燃烧前的脱硫技术
物理脱硫技术
01
02
03
磁选脱硫
利用不同成分在磁场中的 磁性差异，将煤炭中的硫 分与其它成分分离。
重力分选脱硫
根据煤炭中硫分与其它成 分的密度差异，通过重介 质分选或跳汰分选降低煤 炭中的硫分含量。
生物脱硫技术
火电脱硫工艺
火电脱硫工艺一、燃烧前脱硫燃烧前脱硫通常采用物理或化学方法去除原煤中的硫分，以降低燃煤烟气中二氧化硫的排放。
常用的燃烧前脱硫技术包括：1. 洗煤技术：通过物理方法去除原煤中的部分硫分和杂质，常用的洗煤方法有重介质洗煤、浮选洗煤等。
2. 煤的脱硫技术：采用化学方法将原煤中的硫分转化为可分离的形态，常用的脱硫技术有氧化还原脱硫、化学链脱硫等。
二、燃烧中脱硫燃烧中脱硫即在燃烧过程中向炉内添加脱硫剂，以降低二氧化硫的排放。
常用的燃烧中脱硫技术包括：1. 循环流化床燃烧技术：通过向炉内添加石灰石等脱硫剂，利用循环流化床的特殊燃烧方式，使燃料和脱硫剂在炉内充分混合燃烧，提高脱硫效率。
2. 炉内喷钙技术：通过向炉内喷洒石灰石等钙基脱硫剂，利用高温燃烧产生的硫酸钙等物质，将二氧化硫转化为硫酸钙等物质，从而达到脱硫目的。
三、燃烧后脱硫燃烧后脱硫即对燃煤烟气进行脱硫处理，以进一步降低二氧化硫的排放。
常用的燃烧后脱硫技术包括：1. 湿法脱硫技术：利用碱性溶液（如石灰石、氧化镁等）吸收烟气中的二氧化硫，生成硫酸盐或亚硫酸盐，再将吸收液进行氧化、结晶、脱水等处理，最终得到硫磺或硫酸等产品。
常用的湿法脱硫技术有石灰石-石膏法、氧化镁法等。
2. 干法脱硫技术：利用干态的吸附剂（如活性炭、分子筛等）吸附烟气中的二氧化硫，达到脱硫目的。
常用的干法脱硫技术有活性炭吸附法、分子筛吸附法等。
3. 电子束照射法：利用高能电子束照射烟气，使二氧化硫和氮氧化物转化为硫酸和硝酸，再与氨反应生成硫酸铵和硝酸铵，从而达到脱硫脱硝的目的。
4. 脉冲电晕法：利用高压脉冲电源产生高能电子，激活烟气中的氧气和水分子，产生强氧化性自由基，将二氧化硫和氮氧化物转化为硫酸和硝酸，再与添加的氨反应生成硫酸铵和硝酸铵。
四、烟气处理对烟气进行除尘、脱硝、脱汞等处理，以降低烟气中有害物质的排放。
常用的烟气处理技术包括：1. 除尘技术：通过物理或化学方法去除烟气中的粉尘颗粒物，常用的除尘技术有机械除尘、静电除尘、袋式除尘等。
煤气脱硫
煤气脱硫鼓入空气，用空气进行氧化再生并析出单指硫。
大量的硫泡沫在再生塔内生成，并浮于塔顶扩大部分。
由此利用位差自流入硫泡沫槽，经澄清分层，清夜返回循环槽，硫泡沫放至真空过滤机进行过滤，成为硫膏。
硫膏经处理制得硫磺产品。
再生塔内的液体自下流到脱硫塔顶部循环使用。
要求溶液的pH值在8.5～9.1之间，pH值若小于8.5会导致反应速度太慢，太高会增加副反应，使碱耗增大，同时硫析出速度加快，易造成堵塔。
图3—9 脱硫过程示意图1—吸收塔；2—再生塔；3—循环槽湿法脱硫常用的方法如下：（1）FRC法FRC法由日本开发研制，利用焦炉煤气中的氨，在催化剂苦味酸的作用下脱除H2S，利用多硫化铵脱除HCN。
其装置是由吸收塔和再生塔组成，前者用以吸收粗煤气中的硫化氢，后者用以硫化氢氧化和催化剂再生。
将煤气用弗玛克斯液洗涤，所含硫化氢被洗涤液吸收后，脱硫即可完成，其吸收反应为：NH3+H2S=NH4HS。
将吸收污液送入再生塔，使之与空气接触，氧化硫化氢的同时再生催化剂，然后送回吸收塔顶循环，循环液中悬浮再生的固体硫磺，用离心机分离回收。
该工艺脱硫效率高达99%以上、脱氰效率为93%，煤气经吸收塔后，H2S可降到20mg/m3，HCN可降到100mg/m3。
催化剂苦味酸耗量少且便宜易得，操作费用低；再生率高，新空气用量少、废气含氧量低，无二次污染。
但因苦味酸是爆炸危险品，运输存储困难，且工艺流程长、占地多、投资大等因素，其使用受到一定限制。
（2） HPF法HPF法是国内自行开发的以氨为碱源、HPF为复合催化剂的湿式液相催化氧化脱硫脱氰工艺，主要由脱硫和再生两部分组成。
该法也是以煤气中的氨为碱源，脱硫液在吸收了煤气中H2S后，在复合催化剂HPF作用下氧化再生，最终H2S转化为单体硫得以除去，脱硫液循环使用，生成的硫泡沫放人熔硫釜，经间歇熔硫、冷却成型后外售。
HPF催化剂活性高、流动性好，不仅对脱硫脱氰过程起催化作用，而且对再生过程也有催化作用，脱硫脱氰效率高。
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]。
第九章 煤炭燃烧前与燃烧中的脱硫技术简介 脱硫除尘课件
第二节 煤炭燃烧中的脱硫技术
脱硫率：①随Ca/S比（摩尔比）增大而增大； ②当Ca/S一定时，脱硫率随硫化速度 降低而升高。
特点： ① 煤种适应性好，可用煤种范围广； ② 节省燃料，延长煤粒在炉内的停留时间； ③ 清洁燃烧，保护环境。
第二节 煤炭燃烧中的脱硫技术
快速发展的流化床燃烧脱硫技术 （1）鼓泡流化床燃烧； （2）循环流化床燃烧； （3）增压流化床燃烧。
第二节 煤炭燃烧中的脱硫技术
煤炭在燃烧中的脱硫技术，是在煤的燃烧过 程中加入脱硫剂，使其在燃烧中与SO2反应生成 硫酸盐，随灰渣排出的方法。
煤燃烧中的脱硫技术主要有：型煤固硫技术、 循环硫化床炉内燃烧脱硫技术、炉内加钙固硫技 术等。
第二节 煤炭燃烧中的脱硫技术
一、型煤固硫技术
1.型煤固硫剂的选择原则： （1）来源广泛、价格便宜； （2）碱性较强，对SO2具有较高的吸收能力； （3）化学性质稳定，与SO2反应生成硫酸盐在炉 温下不易发生热分解； （4）不产生臭味和刺激性有毒二次污染物质； （5）加入量少，不影响工业锅炉炉窑对发热量 的要求。
③超导高梯度强磁分离
采用超导技术、能耗降低，发展前景光明。
第一节 煤炭燃烧前的脱硫技术
5.其他选煤方法 ➢斜槽分选机 ➢螺旋分选机 用于分选粉煤、粗煤泥 ➢摇床分选 用于分选细粒煤与粗粒煤
第一节 煤炭燃烧前的脱硫技术
三、煤炭的化学脱硫剂技术 煤炭的化学脱硫法主要包括：碱法脱硫、气体脱
硫、热解和氢化脱硫、氧化法脱硫等。
第一节 煤炭燃烧前的脱硫技术
建设选煤厂的费用只是火电厂燃煤脱硫设备费 的1/10。
经洗选后的煤中灰分由22%下降到8%以下。 提高运输效率、降低运输成本、延长燃煤设备 寿命。
脱硫的原理及方法
脱硫的原理及方法
脱硫是指将燃煤和石油等燃料中的硫化物物质去除的过程，目的是减少燃料燃烧中产生的二氧化硫（SO2）等有害气体对环境的污染。
脱硫的原理主要有以下几种：
1. 物理吸附：利用吸附剂或吸附材料，将硫化物物质吸附在表面上，达到去除硫化物的目的。
2. 化学吸收：通过加入化学试剂，如氨、胺、氢氧化钠等，与硫化物反应生成不溶于水的化合物，从而减少硫化物的含量。
3. 生物脱硫：利用某些微生物或藻类等生物体，通过吸收和代谢的方式，将燃料中的硫化物物质降解或转化为无害物质。
常用的脱硫方法主要包括以下几种：
1. 燃料预处理：在燃料进入燃烧设备之前对其进行处理，如煤炭洗选、煤炭粉碎等，从源头减少硫化物物质含量。
2. 烟气脱硫：通过在烟气中喷洒脱硫剂，使脱硫剂与烟气中的硫化物发生反应，形成易于分离的固体产物，从而实现脱硫。
3. 生物脱硫：通过利用微生物或藻类等生物体进行脱硫作用，将燃料中的硫化物转化为无害物质。
4. 湿法石膏法：通过喷淋水溶液或石膏浆料于烟气中，使硫化物与水溶液或石膏溶液发生反应，生成易于分离的固体产物。
5. 干法脱硫：通过利用吸附剂吸附烟气中的硫化物，或者通过化学反应将硫化物转化为易于分离的固体产物。
不同的脱硫方法适用于不同的场景和要求，选择合适的脱硫方法需要考虑燃料特性、燃烧设备条件、处理效果和成本等因素。
煤气脱硫工艺流程
煤气脱硫工艺流程煤气脱硫工艺流程是一种常用的大气污染物控制技术，旨在减少煤燃烧排放中的二氧化硫（SO2）含量，以提高空气质量并对环境造成的影响进行控制。
下面是煤气脱硫的一般工艺流程：1. 煤气进入烟囱排放前，首先进入脱硫工艺单元。
2. 湿式脱硫（洗涤法）是煤气脱硫的一种常见方式。
在该工艺中，煤气与脱硫剂（通常是氨水、碱液等）接触，通过化学反应去除SO2。
脱硫剂和煤气之间的反应产生硫酸盐，然后与水一起排除。
3. 干式脱硫也是一种常用的脱硫方式。
在这个过程中，煤气经过粉尘的预处理和加湿后，与脱硫剂（如氢氧化钙）反应，生成硫酸钙或硫酸盐，然后经过过滤除尘等工艺，将湿的脱硫产物固定并排除。
4. 流化床脱硫是一种先进的脱硫工艺。
这种方法中，在流化床内，煤气与催化剂（如石灰石或石膏）进行接触。
SO2通过与催化剂发生化学反应而转变为硫酸钙，并通过反应床中的循环固体分离器被回收。
之后，催化剂中的硫酸钙可以由高温热解排除硫气。
流化床脱硫技术在高效脱硫和资源利用方面具有优势。
5. 有机溶剂脱硫常用于处理高浓度SO2煤气。
在这种工艺中，煤气使用有机溶剂（如苯或甲醇）进行吸附，将SO2捕获并与溶剂中的成分反应，形成硫酸酯。
然后通过再生过程，从有机溶剂中脱除硫酸酯，并将脱除的SO2转化为硫磺。
总之，煤气脱硫工艺流程可根据不同的应用需求和污染物浓度进行调整。
湿式脱硫、干式脱硫、流化床脱硫和有机溶剂脱硫是一些常用的方法，它们在减少煤燃烧排放中二氧化硫含量方面具有良好的效果。
这些工艺不仅有助于改善空气质量，还有助于保护环境和人类健康的可持续发展。
煤炭脱硫技术效益分析
我国是世界煤炭资源相对丰富的国家，以煤为原料，经过化学加工，生产出各种化工产品的工业称为煤化工。
煤炭的大量生产和使用，促进了经济发展的同时也向环境提出了严峻的挑战。
煤直接燃烧和利用过程中产生的SO2、SO3和H2S是有毒有害气体，不仅腐蚀设备，而且污染空气，甚至降酸雨，造成严重生态危害及影响人体健康。
国家发展和改革委员会于2016年12月26日发布的“第十三个能源发展规划五年”，“积极鼓励应用清洁煤技术，积极发展煤炭清洁和处理”。
同时如何降低脱硫工艺的成本也是节约能源保护环境的关键，因此本文着重阐述了脱硫工艺及效益分析。
一、脱硫工艺概述根据工艺的不同，煤炭的脱硫可分为燃烧前的脱硫，燃烧中的脱硫和燃烧后的脱硫。
燃烧过程中的脱硫技术通过在煤炭燃烧过程中产生SO3和SO2以及添加脱硫剂以产生硫酸盐和亚硫酸盐来减少SO2排放。
缺点是脱硫率因温度而相对较低，燃烧过程中的脱硫过程会引起锅炉结渣和磨损等问题。
燃烧后脱硫，也称为烟道气脱硫，是煤燃烧产生的废气的脱硫处理。
烟气脱硫技术，例如干法脱硫的低脱硫率不足，湿法脱硫产生的废水腐蚀设备，运行成本高，耗电量大。
半干式脱硫会出现建设，运营和维护成本过高的问题。
与燃烧和烟道气脱硫过程中手动控制脱硫相比，预燃烧脱硫是一种主动控制手段，它从煤炭本身开始，并从煤球中除去硫，成本和运营成本更加经济。
煤炭脱硫技术主要包括干法脱硫，湿法脱硫，化学微生物法等。
其中，干法脱硫和干法物理脱硫主要包括静电分离和磁分离。
静电煤的生产基于煤的含硫杂质和煤之间的电导率差异将两者分开。
湿式脱硫和湿式物理脱硫主要包括夹具法，牵线搭桥法和漂浮法。
煤的化学脱硫基于以下原理：煤的化学溶剂和硫化物可以在一定条件下反应，将硫化物转化为溶液或气体，然后将原煤转化为清洁煤。
化学方法的优点是脱硫率高，同时可以去除无机和有机硫。
煤的生物脱硫是一种理想的脱硫方法，主要是因为微生物将硫的硫铁矿，噻吩和砜元素氧化为可溶性硫化物，从而将其与煤分离。
密相干塔法脱硫
密相干塔法脱硫
密相干塔法脱硫是一种工业上常用的煤烟气脱硫技术。
主要步骤如下：
1. 煤烟气吸收：将煤烟气通过脱硫塔，与脱硫剂进行充分接触和吸收。
常用的脱硫剂有石灰石（CaCO3）和石膏（CaSO4）等。
2. 反应：脱硫塔内的脱硫剂与煤烟气中的硫氧化物（如SO2）发生化学反应。
一般来说，反应会生成硫酸钙（CaSO4）。
3. 液固分离：经过反应后的煤烟气和脱硫剂混合物进入塔底的分离器。
在分离器中，固体脱硫产物会沉积下来，形成废水和废渣。
4. 净化：经过液固分离后，废水和废渣需要进行后续的净化处理。
废水通常需要进行中和处理和澄清处理，以达到排放标准。
废渣则可以进行资源化利用或其他处理方式。
密相干塔法脱硫具有脱硫效率高、处理量大、设备结构简单等优点。
然而，该方法也存在着脱硫剂使用量大、设备占地面积大、废水处理量大等问题，需要进一步优化和改进。
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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。
其反应过程是煤中硫燃烧生成二氧化硫，同时石灰石煅烧分解为多孔状氧化钙，二氧化硫到达吸附剂表面并反应，从而达到脱硫效果。
流化床燃烧脱硫的主要影响因素有钙硫比，煅烧温度，脱硫剂的颗粒尺寸孔隙结构和脱硫剂种类等。
为提高脱硫效率，可采用以下方法：
（1）改进燃烧系统的设计及运行条件
（2）脱硫剂预煅烧
（3）运用添加剂，如碳酸钠，碳酸钾等
（4）开发新型脱硫剂
三、燃烧后烟气脱硫技术
烟气脱硫的基本原理是酸碱中和反应。
烟气中的二氧化硫是酸性物质，通过与碱性物质发生反应，生成亚硫酸盐或硫酸盐，从而将烟气中的二氧化硫脱除。
最常用的碱性物质是石灰石、生石灰和熟石灰，也可用氨和海水等其它碱性物质。
共分为湿法烟气脱硫技术、干法烟气脱硫技术、半干法烟气脱硫技术三类，分别介绍如下：
1、湿法烟气脱硫技术湿法烟气脱硫技术是指吸收剂为液体或浆液。
由于是气液反应，
所以反应速度快，效率高，脱硫剂利用率高。
该法的主要缺点是脱硫废水二次污染；系统易结垢，腐蚀；脱硫设备初期投资费用大；运行费用较高等。
（1）石灰石—石膏法烟气脱硫技术该技术以石灰石浆液作为脱硫剂，在吸收塔内对烟气进行喷淋洗涤，使烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙，同时向吸收塔的浆液中鼓入空气，强制使亚硫酸钙转化为硫酸钙，脱硫剂的副产品为石膏。
该系统包括烟气换热系统、吸收塔脱硫系统、脱硫剂浆液制备系统、石膏脱水和废水处理系统。
由于石灰石价格便宜，易于运输和保存，因而已成为湿法烟气脱硫工艺中的主要脱硫剂，石灰石—石膏法烟气脱硫技术成为优先选择的湿法烟气脱硫工艺。
该法脱硫效率高（大于95%），工作可靠性高，但该法易堵塞腐蚀，脱硫废水较难处理。
（石灰石——石膏湿法烟气脱硫技术是已经开发和推广的烟气脱硫技术中的主流技术，占国内外安装烟气脱硫装置总容量的85%以上。
）
脱硫过程
CaCO3+SO2+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O+CO2
Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O
CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O→Ca(HSO3)2
氧化过程
2CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O→2CaSO4·2H2O
Ca(HSO3)2+O2+2H2O→CaSO4·2H2O+H2SO4
（2）氨法烟气脱硫技术该法的原理是采用氨水作为脱硫吸收剂，氨水与烟气在吸收塔中接触混合，烟气中的二氧化硫与氨水反应生成亚硫酸氨，氧化后生成硫酸氨溶液，经结晶、脱水、干燥后即可制得硫酸氨（肥料）。
该法的反应速度比石灰石—石膏法快得多，而且不存在结构和堵塞现象。
另外，湿法烟气脱硫技术中还有钠法、双碱脱硫法和海水烟气脱硫法等，应根据吸收剂的来源、当地的具体情况和副产品的销路实际选用。
2、半干法烟气脱硫技术
主要介绍旋转喷雾干燥法。
该法是美国和丹麦联合研制出的工艺。
该法与烟气脱硫工艺相比，具有设备简单，投资和运行费用低，占地面积小等特点，而且烟气脱硫率达75%—90%。
该法利用喷雾干燥的原理，将吸收剂浆液雾化喷入吸收塔。
在吸收塔内，吸收剂在与烟气中的二氧化硫发生化学反应的同时，吸收烟气中的热量使吸收剂中的水分蒸发干燥，完成脱硫反应后的废渣以干态形式排出。
该法包括四个在步骤：
1）吸收剂的制备；
2) 吸收剂浆液雾化；
3）雾粒与烟气混合，吸收二氧化硫并被干燥；
4）脱硫废渣排出。
该法一般用生石灰做吸收剂。
生石灰经熟化变成具有良好反应能力的熟石灰，熟石灰浆液经高达15000～20000r/min的高速旋转雾化器喷射成均匀的雾
滴，其雾粒直径可小于100微米，具有很大的表面积，雾滴一经与烟气接触，便发生强烈的热交换和化学反应，迅速的将大部分水分蒸发，产生含水量很少的固体废渣。
3、干法烟气脱硫技术
喷入炉膛的CaCO3高温煅烧分解成CaO，与烟气中的SO2发生反应，生成硫酸钙；采用电子束照射或活性炭吸附使SO2转化生成硫酸氨或硫酸，统称为干法烟气脱硫技术。
它的优点是工艺过程简单，无污水、污酸处理问题，能耗低，特别是净化后烟气温度较高，有利于烟囱排气扩散，不会产生“白烟”现象，净化后的烟气不需要二次加热，腐蚀性小；其缺点是脱硫效率较低，设备庞大、投资大、占地面积大，操作技术要求高。