煤的电化学脱硫及其进展
煤炭燃前脱硫方法及其应用现状
二、煤炭脱硫的方法
为了降低煤炭中的硫含量，减少对环境的污染，研究人员已经开发出了多种脱 硫方法。以下是几种目前广泛使用的煤炭脱硫方法。
1、物理洗选脱硫：这种方法是利用煤和硫的物理性质差异，通过水力旋流器 等设备将煤和硫进行分离。虽然这种方法在理论上可行，但实际操作中，由于 煤和硫的物理性质相近，难以实现有效的分离。
2、生物法
生物法是一种利用微生物将煤炭中的硫转化为其他形态的方法。微生物可以将 煤中的有机硫转化为无机硫，并将其从煤炭中分离出来。生物法的优点是操作 简单、成本低，同时对环境友好。但缺点是脱硫速度较慢，需要经过长时间的 反应才能达到较好的脱硫效果。
3、物理法
物理法是一种利用物理手段将煤炭中的硫从其结构中分离出来的方法。其中， 最具代表性的是浮选法和重选法。浮选法是利用不同矿物的密度不同，通过浮 选药剂的作用，使煤和黄铁矿等矿物分离。重选法则利用不同矿物的密度不同， 通过振动等手段将煤和黄铁矿等矿物分离。物理法的优点是可以直接从煤炭中 分离出硫，工艺简单、成本低。但缺点是无法脱除煤中所有的硫，且对含硫量 较高的煤炭效果不佳专家访谈等方法，对国内外煤炭燃前脱硫 工艺的研究现状进行了系统梳理和分析。首先，通过查阅相关文献了解各种脱 硫工艺的研究成果和实际应用情况；其次，结合实地调查，了解现有工艺在实 际运行中的优缺点；最后，通过专家访谈，对各种工艺的未来发展进行了展望。
结果与讨论
应用现状：
目前，化学法和物理法在工业生产和实际应用中较为广泛。化学法虽然可以脱 除大部分的硫，但工艺复杂、成本高，且可能对环境造成一定的影响。物理法 则无法脱除煤中所有的硫，且对含硫量较高的煤炭效果不佳。生物法则处于研 究阶段，尚未在工业生产中得到广泛应用。
在实际应用中，脱硫方法的选用需要考虑煤炭的含硫量、脱硫成本、设备投资 等因素。对于含硫量较低的煤炭，可以采用简单的物理法进行脱硫；对于含硫 量较高的煤炭，可以考虑使用化学法或生物法进行脱硫。此外，还需要考虑脱 硫过程中产生废弃物的处理和再利用问题，以降低对环境的影响。
煤炭洗选与脱硫技术的研究与应用进展
煤炭洗选与脱硫技术的研究与应用进展煤炭是我国主要的能源资源之一，然而，煤炭的高含硫量不仅对环境造成严重污染，也对人们的健康产生潜在危害。
因此，煤炭洗选与脱硫技术的研究与应用进展显得尤为重要。
煤炭洗选技术是通过对煤炭进行物理或化学处理，去除其中的杂质和硫分，提高煤质的方法。
常见的煤炭洗选技术包括浮选、重介质分选和湿选等。
浮选是一种通过气泡与煤粒的接触使其上浮的方法，该技术适用于粒度较细的煤炭；重介质分选则是利用不同密度的介质将煤与杂质分离，适用于粒度较粗的煤炭；湿选则是通过水的作用将煤与杂质分离，适用于粒度较大的煤炭。
这些洗选技术的应用可以有效降低煤炭的灰分和硫分含量，提高煤炭的热值和燃烧效率。
然而，传统的煤炭洗选技术存在一些问题。
首先，传统的洗选过程通常需要大量的水和能源，造成资源的浪费和环境的污染。
其次，传统的洗选设备体积庞大，占地面积大，不利于工业生产的集约化。
此外，传统的洗选技术在处理一些高硫煤时效果较差，无法满足环保要求。
为了解决传统洗选技术的问题，研究人员开始探索新的洗选方法和设备。
一种被广泛研究的新技术是干法洗选技术。
干法洗选技术是利用气流或振动等物理力学作用将煤与杂质分离，无需使用水和化学药剂。
这种技术不仅节约了大量的水资源，还减少了对环境的污染。
此外，干法洗选设备体积小，适合工业生产的集约化，提高了生产效率。
另一种被广泛研究的新技术是化学洗选技术。
化学洗选技术是利用化学药剂与煤炭中的硫化物反应，将硫分转化为可溶性的化合物，从而实现脱硫的目的。
这种技术可以高效地去除煤炭中的硫分，降低煤炭的环境污染。
此外，化学洗选技术还可以将脱除的硫分回收利用，提高资源的利用效率。
除了洗选技术的研究，煤炭脱硫技术也在不断发展。
传统的煤炭脱硫技术主要包括湿法脱硫和干法脱硫。
湿法脱硫是利用化学药剂将煤炭中的硫分转化为可溶性的化合物，然后通过水洗或吸附等方法将其去除。
干法脱硫则是利用气流或振动等物理力学作用将煤炭中的硫分与其他气体分离。
电化学除硫技术在煤提质中的研究进展
ｏ ｕ ｇ ｈ ｌ ｉ ｎ 和 Ｗａ ｐ ｈ ｅ ｒ 煤 的燃 前 除硫 主要 包 括 物理 法 、化 学 法和 电化 学法 。 物理 法 研 究 ，为 电化 学 除硫 提 质 的 研究 奠定 了基 础 。Ｃ 分别 在酸 性和碱 性体 系下对 煤的 电解 除硫 进行 了研究 ，表 明这两 种 主要 利 用煤 炭 中含 硫 化合 物 的 物理 特 性 ，将硫 铁 矿 和煤 碳 分开 ，
效 。为此 ，应 强化 以下职 能： 首先 ， 石油企业 应联合立法 部门 ， 做好管道保 护法的立法工作 ，
因素较 多以及安全管理难 度大的特 点 ， 要 想做好运行 安全管理工作 ， 就要 对石油 天然气 管道 运行过 程进 行全面 分析 ，并立足 石油 天然 气
管道运 行实际 ， 结合实 际安全管理经 验 ， 重点做好运 行安全管理 工作 ， 保证 法律 的完善性和可操作性 。 对 于石油 天然 气管道 的安全 管理 工作而 言 ，健 全 的安 全管理 机 确 保石油 天然 气管道运 行 安全管理 能够 取得 实效 。为此 ，应从预 防
腐蚀 建筑 物和设 备 ，进入 水体 后会 污染水 源 。因此 ，煤 中硫 的存在 对环境危害 较大 ，在燃烧 利用前进行 除硫提 质十分 必要。
１ 煤 的 电化 学 除硫 的 研 究 概 况
Ｌ ａ ｖ ａ ｎ ｉ 等人于 ２ Ｏ 世纪 ７ ０ 年 代 就对 电化 学氧 化 除硫 行为 进行 了
达成 共识 ，并强 化管理 与协 作关 系 ，才 能保证 石油天 然气 管道运 行
参考文献 ：
… １ 常 连庚 ， 陈 崇祺 ，张永 江 ， 季峰 ． 管 道腐 蚀 外检 测技 术 的研 究
… ．管道技 术与设备 ， ２ ０ １ ４（ ０ １ ） ． ［ ２ 】杜存 臣 ，林 慧珠 ．天然气管 道的环 境腐蚀 与防护 ［ Ｊ ］ ．化 工装备
煤炭洗选与脱硫技术的研究与应用进展
煤炭洗选与脱硫技术的研究与应用进展煤炭是我国主要的能源资源之一，但煤炭的高污染性一直是制约我国环境保护和可持续发展的重要问题。
因此，煤炭洗选与脱硫技术的研究与应用成为了当前煤炭行业的热点话题。
本文将探讨煤炭洗选与脱硫技术的研究进展，并介绍其在实际应用中的效果。
煤炭洗选技术是指通过物理、化学等手段对煤炭进行处理，去除其中的杂质和硫分。
传统的煤炭洗选技术主要包括重介质分选、浮选和湿法磁选等方法。
然而，这些方法在去除硫分方面存在一定的局限性，无法彻底解决煤炭的高硫污染问题。
近年来，随着环境保护意识的增强和科技水平的提高，新型煤炭洗选技术不断涌现。
例如，气动分选技术利用气流对煤炭进行分选，可以有效去除煤炭中的硫分和灰分，降低煤炭的污染物排放。
此外，超声波洗选技术通过超声波的作用，使煤炭颗粒与杂质颗粒分离，提高了洗选效果。
这些新技术的出现为煤炭洗选技术的发展带来了新的机遇和挑战。
除了煤炭洗选技术，脱硫技术也是解决煤炭高硫污染问题的重要手段之一。
目前，常用的煤炭脱硫技术主要包括燃烧脱硫、湿法脱硫和干法脱硫等方法。
其中，燃烧脱硫是通过在煤炭燃烧过程中加入脱硫剂，使硫分与脱硫剂反应生成易于分离的物质，从而达到脱硫的目的。
湿法脱硫则是通过在煤炭燃烧后的烟气中喷洒脱硫剂，使烟气中的SO2与脱硫剂发生反应并形成易于分离的物质。
而干法脱硫则是通过将煤炭与脱硫剂进行混合，使硫分与脱硫剂发生反应并生成易于分离的物质。
近年来，随着环保要求的不断提高，煤炭脱硫技术也在不断创新和改进。
例如，湿法石灰石石膏法脱硫技术是目前应用最广泛的湿法脱硫技术，其脱硫效率高、工艺成熟。
此外，煤炭干法脱硫技术也取得了一定的进展，如喷射流喷雾干法脱硫技术和活性炭吸附干法脱硫技术等。
这些新型脱硫技术的应用不仅提高了脱硫效率，还降低了脱硫成本，对于改善煤炭的环境效应具有重要意义。
煤炭洗选与脱硫技术的研究与应用进展不仅在理论上取得了重要突破，也在实际应用中取得了显著成果。
煤的电化学脱硫技术
（设计好之后可以删掉这个文本框哦）115 学号：201011527 姓名：魏小雪
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背景简介 反应机理 影响因素 发展现状 工艺特点和技术展望
1.背景
我国是以煤为主要能源的国家，在整个能源构成中煤炭占75%，预计这种状况将持续相当长 的时期。我国目前煤炭产量近14亿t，直接用于燃烧的超过80%。由于我国煤炭资源中四分之一 以上煤中硫超过2%，而且随着开采深度的增加，煤的硫含量越来越高，因此由煤燃烧生成的 SO2对大气造成的环境污染越来越严重。1997年我国二氧化硫排放量达到2266万t，灰尘达到 3078万t，其中大部分来自煤。我国大多城市的污染为煤烟型的，出现酸雨次数和酸雨程度都 在增加，为了保护环境和满足工业用煤的要求，实现我国国民经济可持续发展，脱硫技术已成 为我国二十一世纪最重要的洁净煤技术之一，这也符合世界对环境发展的要求。 在控制燃煤排放二氧化硫的技术中其中煤炭的物理脱硫方法虽然成本低,但脱除有机硫的效 果不明显；传统的化学脱硫虽能脱除煤中几乎全部的无机硫及部分有机硫,但需要强酸、强碱 和强氧化剂并在高温、高压条件下操作,工艺条件苛刻,操作成本昂贵。因此,以降低反应强度、 减少操作成本为目的,寻求高效、低廉、温和的新一代煤脱硫洁净化技术是煤炭脱硫的难点和 热点。煤炭的电化学脱硫是近几年来国内外发展起来的一种新的煤炭脱硫工艺。它能在相当温 和的条件下实现煤的脱硫、脱灰,同时联产高纯氢气。该工艺每处理 1 t 煤联产 384 m3的高纯 氢气，且耗电仅为常规电化学制氢的50%,具有广阔的前景。
对于黄铁矿颗粒，若看成球形的，可用图1表示脱硫过程
1—阳极
2—黄铁矿 3—阳极液 4—未反应黄铁矿 图 1 黄铁矿的电解脱硫过程
燃煤脱硫技术研究现状及发展趋势 周伟
燃煤脱硫技术研究现状及发展趋势周伟摘要：燃煤发电是我国最主要的方式，在发电生产过程中，每年所消耗的煤炭量数量巨大，相应的SO2排放量每年在近千万吨左右，对环境造成的影响可想而知。
为了实现经济与环境发展的协调性，需要降低烟气中含硫量，这就需要加强对烟气脱硫技术的分析。
本文对烟气脱硫技术的现状与发展趋势进行了分析。
关键词：燃煤发电；脱硫技术；现状；发展趋势1国内脱硫技术的发展现状我国的烟气脱硫技术于五十年代开始即已开始进行，但其发展却一直处于较缓慢的状态，还只限于有色冶金废气和硫酸尾气的净化。
一些有色冶金部门、硫酸厂和氮肥厂等都已建成了一批工业化规模装置并运行，从而对烟气和尾气中的二氧化硫进行净化和回收，从而达到烟气脱硫的目的。
在七十年代初期开始，燃煤发电厂即已开始进行烟气脱硫试验，各个电厂采取了不同的方法进行烟气脱硫试验。
目前有喷雾干燥法、磷胺肥法和含碘活性炭吸附法三种方法的中间试验已通过技术鉴定，其余方法基本还处于停滞状态。
目前我国现有的烟气脱硫技术有以下几种：含碘活性炭法、亚硫酸钠循环法、胺酸法、喷雾干燥法。
但是，这些方法多为中小型或中间试验规模的烟气脱硫装置，对燃煤发电厂大烟气量工业化的烟气脱硫装置研究的还很不够。
近几年来，我国的燃煤发电厂对烟气脱硫越来越重视，除了加大自行研制烟气脱硫装置外，还引起国外的先进技术和装置，引起的先进技术和装置虽然在烟气脱硫上取得了很好的效果，但因其投资和运行费用都较为昂贵，所以不可能在大范围内进行推广使用。
随着对烟气脱硫的重视度的不断增加，国家加大了对我国中小型燃煤工业锅炉的烟气脱硫技术的研究，使烟气脱硫技术从最初的几种发展至现在的几十种，同时部分技术运行时较为稳定，已达到成熟的标准，脱硫效率较高。
1.1干法脱硫技术分析选择用干粉状或者是颗粒状的吸收剂、催化剂以及吸附剂等来对烟气中SO2进行处理的工艺即为干法脱硫技术。
此种方式是现在工业生产中对排放烟气中SO2进行处理的工艺之一，具有实施过程简单、能耗低、无污水处理问题等优点，尤其是烟气在进行处理后温度都比较高，在100℃以上，更有利于烟筒排气的扩散，不会产生“白烟”现象。
燃煤电厂脱硫技术研究
燃煤电厂脱硫技术研究燃煤电厂是当前我国主要的电力供应方式之一，燃煤所产生的大量二氧化硫是造成空气污染和酸雨的主要原因之一，因此，燃煤电厂脱硫技术的研究和应用已经成为环保领域中的重要课题。
1. 燃煤电厂脱硫技术的概述燃煤电厂脱硫技术，顾名思义，就是通过各种技术手段将燃煤中的二氧化硫去除或者转化成其他无害物质的过程。
常见的燃煤电厂脱硫技术包括湿法脱硫、干法脱硫和半干法脱硫等。
2. 湿法脱硫技术湿法脱硫技术是将燃煤中的二氧化硫与化学试剂（如石灰石、石膏等）进行反应，将其转化成硫酸钙或者硫酸钙及其它钙硫盐的过程。
常用的湿法脱硫技术有石灰-石膏法、石灰-海水法、石灰-海盐水法等。
石灰-石膏法是指在燃烧燃煤的同时，向废气中喷入氧化钙和水，途径废气与氧化钙发生化学反应，生成的氢氧化钙与废气中的二氧化硫反应形成钙亚硫酸和钙硫酸，并会产生大量水蒸气和一些颗粒物，通过一个除雾器进行处理去除颗粒物后进入脱硫塔，在脱硫塔中，上下两部分之间的石灰石浆液不断循环，通过化学反应，将脱硫塔中的二氧化硫吸收，形成硫酸钙，最终产生的硫酸钙和剩余的石灰石混合在一起，进入混合料罐中，形成成品石膏。
混合料罐中，由于硫酸钙具有一定的溶解度，因此每天需要排放小部分混合料以保证浓度的稳定。
石灰-海水法和石灰-海盐水法都是将石灰石和海水或海盐水混合使用，可以更好地利用海水资源，可以减少对淡水的需求。
3. 干法脱硫技术干法脱硫技术是通过物理和化学吸附等方式去除燃煤中的二氧化硫。
常见的干法脱硫技术有太阳能辐射干法脱硫、催化剂干法脱硫和固定床干法脱硫等。
太阳能辐射干法脱硫利用太阳辐射热量将活性炭与气体进行微波热解或者新生物相结合进行吸附分解或者碳化分解去除气中污染物的技术制造及应用。
因为依靠太阳辐射发热，因此需要大量的太阳辐射能资源，因此在地域范围内相对受限。
催化剂干法脱硫是指通过催化剂，将燃煤中的二氧化硫转化成其他无害物质的过程。
该技术需要使用成本较高的催化剂，因此总成本会相对较高。
煤炭脱硫技术发展和应用现状
煤炭脱硫技术发展现状煤炭脱硫技术包括：洗选、化学、生物和微波等脱硫方法。
洗选法脱硫最经济，但只能脱无机硫；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，距工业应用尚有较大距离。
洗选脱硫包括采用跳汰、摇床、水介质旋流器、螺旋溜槽和浮选等。
实践证明，上述方法对煤中黄铁矿呈粗粒嵌布（0.5mm以上）的团块的排除是有效的，但对细粒级煤和煤中黄铁矿呈细粒嵌布的高硫难选煤的处理时困难的。
其根源在于煤系黄铁矿的特殊表面性质，导致其具有一定疏水性，与煤分离难度增加。
（[] 郑楚光.洁净煤技术[M].武汉：华中理工大学出版社,1996：153.）煤炭脱硫技术总体上分为煤燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫三种，其中：（1）燃烧后脱硫技术又称烟气脱硫技术，该技术发达国家研究的比较多。
烟气脱硫的效率较高，脱硫效果较好，但其一次性投资运行费用较高，为电厂的1/3左右。
由于成本高，所以我国目前应用较少。
（2）燃烧中脱硫技术主要指向炉内喷入钙系脱硫剂的煤炭燃烧技术和添加固硫剂的型煤技术。
其中沸腾燃烧固硫方法主要是利用脱硫剂如CaO在床层温度下热解进行固硫反应。
利用该方法脱硫，要达到较高脱硫效果Ca/S的摩尔比必须大于10，因此如何提高脱硫剂的利用率，降低Ca/S比，同时又达到较高的脱硫效果，是沸腾燃烧脱硫的研究课题而流化床燃烧固硫是用于煤炭脱硫的又一种燃烧技术，它能实现炉内固硫和低温燃烧，从而降低SO2的排放量。
燃烧中脱硫普遍存在效率不高，且有易结渣、磨损和堵塞等问题。
（3）燃前脱硫技术主要包括通过洗选减少硫分、灰分，以降低SO2的排放的选煤技术、水煤浆技术、型煤技术和动力煤配煤技术等。
对于我国这样的发展中国家来说，煤的燃前脱硫，尤其是通过选煤来降低煤的含硫量具有非常重要的意义。
选煤是洁净煤技术的源头技术，既能脱硫又能降灰，同时还可以提高热能利用效率，并且选煤的费用又远远低于燃中和燃后脱硫。
煤的燃前脱硫又分为物理法、化学法和生物法三种。
燃煤脱硫的简史及其发展
燃煤脱硫的简史及其发展一、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。
燃煤脱硫技术研究进展
燃煤脱硫技术研究进展摘要：本文通过对燃煤三种脱硫途径进行分析，重点对燃烧前对煤进行生物、电化学、化学、物理、微波辐射脱硫等脱硫途径原理和工艺进行了分析比较，指出了每种脱硫技术存在的优缺点，并对今后脱硫技术的发展提供指导，最后认为脱硫工艺的发展前景为现有各脱硫工艺的联合使用。
关键词：物理脱硫生物脱硫化学脱硫电化学脱硫微波辐射Research progress of Desulfurization forBurning CoalZhao sulei(Coal Chemical Industry Subsidiary of TYHI, Taiyuan030024,China)Abstract: In this paper, three kinds of desulfurization of coal are analysed. desulfurization technology, including physical, biological, chemiscal, electrochemical methods , and microwave radiation method were compared，andtheirrespectiveadvantages and disadvantages were discussed to provide guidance for the development of desulfurization technology. The prospect of desulfurizationprocess is a combination of the above desulfurization processes.Keywords: Physical desulfurization、Biological desulfurization 、Chemiscal desulfurization 、Electrochemical desulfurization 、Microwave radiation人类的生存和发展离不开能源, 煤炭等矿物燃料的燃烧是人类获取能源的重要途径之一。
燃煤脱硫技术现状与进展
汇报人： Y. P h 专 业：矿业工程 学 院：材料学院
大
1 2
纲
我国煤中硫赋存状态
煤中硫的脱除方法
燃前脱硫、燃中固硫、燃后烟气脱硫 2.1 物理脱硫法 2.2 化学脱硫法 2.3 生物脱硫法 3 煤炭脱硫技术对比与展望
一.我国煤中硫赋存状态
1.1 煤中硫的分类
按照煤中含硫量的高低我们可以将煤分为高硫煤和低硫煤。我国国 标方法分类如下图所示： 煤中硫分中分种类划分标准
一.我国煤中硫赋存状态
1.3.1 无机硫的性质
煤中的无机硫由矿物质中各种硫化合物组成，主要以硫铁矿硫 的形成存在，还有少量的硫酸盐硫。
①硫铁矿硫：主要以黄铁矿硫（FeS2）为主，约占50%以上；还 有白铁矿硫、砷黄铁矿硫、黄铜矿硫、磷黄铁矿硫等。
②硫酸盐硫：有石膏（CaSO4· 2H2O）、绿矾（FeSO3· 7H2O）、 方铅矿（PbS）、闪锌矿（ZnS）、重晶石（BaSO4）等。
一.我国煤中硫赋存状态
1.3 煤中硫的存在形式
噻吩类
有 机 硫
硫 醇 硫 醚 二硫醚 硫 醌
黄铁矿
煤中的硫
游离硫 硫酸盐硫
无 机 硫
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。
煤的典型组分（质量百分数）包括：65%～95%碳、2％～ 7％氢、25％氧、0.1％～10%硫、1％～20%水等。
一.我国煤中硫赋存状态
1.2 煤中硫地区分布分类
我国煤炭资源从总体上看，含硫不高，煤层平均含硫 0.9%， 但是煤中硫含量的变化很大，从最低含硫量 0.04%，到最高含 硫量 9.62% 均有，其中约有 30% 含硫量 ≥ 2%。 总趋势是：南部地区煤炭含硫高，北方地区煤炭含硫低;深部 煤层含硫高,浅部煤层含硫低；变质程度低的煤(褐煤)含硫低；动 力用煤硫份高,炼焦用煤硫份偏低。 从地域上看，我国高硫煤主要集中在湖北、重庆、四川、 山东、广西和陕西等省的部分矿区。总之，南方煤中硫分较高， 尤其以西南地区煤中硫分最高，北方煤田的下部煤层硫分相对 较高。
煤炭微生物脱硫研究进展
煤的微生物脱硫技术研究进展生物工程 105611017 任改梅摘要：煤的微生物脱硫技术目前在国内外研究关键词能源是人类社会发展不可或缺的驱动力。
时至今日，人类社会的发展已经经历了3个能源时期——柴草时期、煤炭时期和石油时期，可以说人类社会利用能源的类型在某种意义上反映着社会的发展水平。
然而，20世纪70年代的两大石油危机的爆发使人们不得不关注煤炭的应用。
但与此同时，大量的煤的燃烧对环境造成的危害也日趋显著；酸雨现象就是最为引起人们关注的其中之一。
而导致酸雨的主要原因还是在于煤燃烧所释放出的SO2。
因此，美日、欧共体等发达国家对使用煤的硫含量有了严格的限制，对于不符合含硫标准的煤必须经过洗煤场的处理等而达标方可使用；我国也于1994年开始实施跨行业行动的“洁净煤技术工程（Clean Coal technology, 简称CCT）”，而其中煤炭脱硫被列为该项工程的主要研究项目。
目前，煤炭的脱硫技术按燃烧过程可以分为燃烧前脱硫、燃烧中固硫和燃烧后烟道气脱硫三个方面。
从经济角度考虑，燃前脱硫成本最低，是煤炭脱硫研究的主要环节。
煤炭燃前脱硫的主要方法包括物理方法、化学方法和生物方法。
物理法是采用磁选、重选、浮选等对煤进行处理；化学法是在高温、高压的条件下，利用氧化剂氧化达到脱硫的目的；生物法是利用微生物能选择性地氧化煤中的无机硫和有机硫，达到脱硫的目的。
比较而言，物理法只能脱去其中的部分无机硫而不能脱去煤中的有机硫；化学法能耗大、成本高；生物法不但能脱出结构复杂、粒度很细的无机硫，同时也能脱去部分有机硫，具有安全、环保、低耗和高效等优点，也是使其成为目前科研工作者研究该项技术主要部分的关键因素。
1煤炭脱硫技术背景知识介绍1．1煤中硫的赋存形态煤炭脱硫与硫在煤炭中的赋存状态有密切关系，硫在煤炭中存在形式较复杂，主要包括无机硫和有机硫，有时还包括微量的呈单体状态的元素硫。
有机硫以硫醇类(R-SH)、硫醚类(R-S-R’)、硫蒽类(R-S—S-R’)、硫醌类等结构的官能团存在于煤中；无机硫主要以硫化物的形式存在，还有少量的硫酸盐中的硫，无机含硫矿物以黄铁矿为主，硫酸盐以钙、铁、镁和钡的硫酸盐类形式出现。
煤的电化学脱硫及其进展
S
R′、含噻吩环的芳香体系 ,如噻吩
,苯并噻
S
S
吩
,二苯并噻吩
,奈并
S 苯并噻吩
;硫醌类 ,如对硫醌
O
S ,二硫化合物 R —S —S —R′; 或
S
硫蒽类 ,如
等 。R 和 R′表示烷基
S 或芳基 。
在这些含硫官能团中 ,硫醇基团和二硫化物 可能是次生产物 ,因为它们遇热不稳定 ,在煤化过 程中不可能保留下来 ;噻吩类结构非常稳定 ,即使 在高温炭化时也能与有机质缩聚成高分子硫化
收稿日期 :2003211224 作者简介 :王志红 (1976 —) ,男 ,山西阳泉人 ,中国 矿业大学 (北京校区) 化环学院矿物加工专业在读硕士 研究生 ,电话 :010262331094 。
2 煤中硫的赋存形态
煤中硫分通常分为有机硫和无机硫两大类 。 无机硫以矿物质的形态存在 ,其中大部分以 FeS2 形式存在 ,还有少量的硫酸盐 。有机硫参与煤的 大分子结构 ,主要有以下五种结构的官能团存在 于煤中硫醇类 ( R —SH) 、硫化物或硫醚类 R —S —
1 —外壳和叶轮分别作为电极 ;2 —一电极固定在容器中 ,一电 极垂直插入 ;3 —两平行电极 ; 4 —一大容器内装一小容器 ,两 容器外壳分别作为电极 ,中间用隔膜分开
图 2 常见的电极布置方式
4 煤电化学脱灰脱硫效果及工艺流程
411 工艺流程 目前 ,煤的电化学脱硫净化仍处于试验室研
究阶段 ,所以其工艺流程及经济可行性评价都是 初步的 。图 3 是该工艺的简单流程 。原煤经破碎 并制成煤浆后 ,在电解槽的阳极室进行电化学氧 化反应 ,将煤中黄铁矿及部分有机硫转变成可溶 性硫化合物 ,经过过滤洗涤除去并回收 。产品煤 以煤浆或精煤形式利用 。在阴极室 ,以高达 99 % 的法拉第电流效率联产高纯氢气 。
煤炭脱硫的研究现状
煤炭脱硫的研究现状煤炭脱硫的研究现状文章标题：煤炭脱硫的研究现状摘要：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S O2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（Cle anCoa lTech nolog y，简称C CT）的研究项目。
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（Fe S2）是煤炭中硫的主要组成部分。
电化学脱硫技术
二、有机硫的脱硫原理
许多研究者认为是活性氧或氧化剂氧化煤中硫，但还未见更详细的报道，下 面根据酸性和碱性介质条件下煤电化学处理前后表面硫形态的变化及模型化
合物电解氧化后官能团分布的不同，提出可能的脱硫机理。
二、煤炭电化学脱硫的机理 1、在酸性条件下的有机硫脱硫机理
在阳极表面首先发生Mn2+被氧化为Mn3+离子，后者氧化煤中有机硫为 亚砜，亚砜进一步氧化为砜，而砜在热水中水解为可溶的磺酸根或硫酸盐， 其脱硫反应步骤如下: (a)硫的氧化态升高，但C-S键未断裂，硫未脱离煤的大分子结构，形 成砜或亚砜，脱硫率为零或者较低。
电化学法脱硫技术
电化学法脱硫技术
01
进展
06
应用
02
机理
电化学法 05
特点
03
工艺流程
04
设备
一、煤炭电化学脱硫技术的进展
20世纪 60年代 20世纪 70年代 20世纪 70年代 末
1 2 3
Sterber等人对煤的电解还原脱硫进行了研究，但进展不大
Lalvani等人改变了研究方向,对煤的氧化脱硫等行为进行了研究
四、电化学处理的设备
电化学处理的主要设备是 电解槽，电解槽的设计与构造 是该工艺的核心。目前实验室 中采用的电解槽主要有两种： H型电解槽和流通式电解槽。 电解槽的主要部件是电极，其 布置方式多种多样，但从电化 学作用方式看，可分为无隔膜 处理的电极和有隔膜的电极。 前种工作电极表面积大，如图 2中的1-3所示，无隔膜电极分 为三种。一般试验装置可用不 锈钢烧杯外壳作为工作电极， 搅拌叶轮作为辅助电极，电极 面积之比5∶1。
六、电化学脱硫应用于烟道气净化
Cu/Cu2O/Cu2+催化电化学脱硫
燃煤电厂脱硫技术研究进展及建议
燃煤电厂脱硫技术研究进展及建议摘要：燃煤电厂在为人们提供生活基础的同时，还会给人们生活的环境带来危害。
造成空气污染的有害物质之一就是燃煤电厂排放烟气中的SO2，而这一现象正是该领域亟需解决的重点问题。
为了保护环境，必须要对燃煤电厂排放的烟气进行脱硫处理，而目前我国的燃煤电厂在脱硫技术方面已经取得了较大的进步，但是尚有不足，故本文提出燃煤电厂脱硫技术研究进展及建议，就目前脱硫技术的不足进行分析，并给予相关优化和改进的建议，希望能够为相关工作提供参考。
关键词：燃煤电厂；烟气脱硫；脱离技术；建议1.前言硫是煤炭中的成分之一，也是影响环境污染的一种化学物质。
煤炭中的硫对世界环境的影响和矿产资源的利用率起到关键作用。
我国的煤电装机容量处于全世界顶端。
在我国所有煤炭消耗量中，燃煤量占有率达到62%，所以在大气污染中，煤炭燃烧所产生的SO2为主要污染物。
截至目前统计，在我国的煤炭产业中，有超过90%燃煤烟气排放的设备均采用石灰石与石膏湿法脱硫方式，其作用原理为把石灰石（CaCO3）加工制作成脱硫剂并放入设备的脱硫塔处，通过全面的洗涤除去燃煤生产所产生的SO2，脱硫剂与烟气中的SO2会发生化学反应并生成副产物石膏。
由于我国的煤炭产业规模巨大，就需要大量的石灰石来净化燃煤气体。
石灰石的需求量巨大，矿产资源的过度开采，生态环境被严重破坏，打破生态平衡机制，阻碍了我国可持续发展的建设。
于此同时，脱硫产物中的石膏不能被完全利用，导致固体污染物增加，生态环境承受巨大压力。
2燃煤电厂脱硫技术分析最近几年，由于环境保护的需求增加和脱硫工艺的进步，在我国刚刚建起来的燃煤电厂主要的技术发生了一些改变，脱硫装置取消旁路，取消烟气换热器，脱硫风机和引风机相结合等。
燃煤电厂去硫工艺的过程分为燃烧前、中、后。
2.1燃烧前脱硫技术传统的去硫方式是通过应用物理、化学、生物等办法把硫从煤炭中剔除，投入资金多，花费的本钱多，还没有主动去推行运用。
电化学脱硫技术的发展和应用
电化学脱硫技术的发展和应用近年来，空气污染日益加剧，其中二氧化硫是主要来源之一。
现有的控制二氧化硫排放的方法有物理法、化学法和生物法。
然而，这些方法中最为常用的是化学吸收法，它需要大量的能源和对环境的负面影响。
随着科技的不断发展，电化学脱硫技术成为了一种潜在的替代方案。
电化学脱硫技术是一种利用科学的电化学反应来去除废气中的硫化物的方法。
这项技术需要使用电解池，在阳极和阴极之间加入氧化还原剂和还原剂，并涉及一系列电化学反应。
其中，硫化物和氧化还原剂之间的反应会使得硫化物氧化、生成硫酸根离子，并释放出电子和氢离子。
而在阴极上，还原剂的还原会使得硫酸根离子被还原成为硫化物，从而实现去除硫化物。
电化学脱硫技术具有很多优点。
首先，与传统的化学吸收法相比，电化学脱硫技术需要更少的化学物质，这意味着该技术对环境的影响更小。
此外，电化学脱硫技术中的电解池具有较高的效率，其转化率可达到90%以上。
而且，该技术可以被应用于多种废气的去除中，例如钢铁、纸浆和石化行业等。
最后，电化学脱硫技术的运行成本相对低，这意味着它可以被广泛应用。
虽然电化学脱硫技术具有许多的优点，但是它也存在一些挑战。
首先，该技术需要经过高强度的电化学反应，这需要消耗大量的电能。
其次，电化学脱硫技术还需要满足一定的反应条件，例如适宜的电解质和电流密度等。
最后，在工业生产中广泛应用该技术还需要经过一定的技术改进，以降低维护成本和提高效率。
尽管如此，电化学脱硫技术仍然被认为是一项具有广泛应用前景的技术。
以中国为例，该国的能源消耗量日益增长，对氢燃料电池、锂电池等新能源的需求不断扩大，而这些新能源的生产速度很快，将在未来的日子里迅速扩大。
电化学脱硫技术可以在此背景下发挥重要的作用，以减少中国能源使用的污染，促进能源的可持续发展。
总之，电化学脱硫技术是一种利用电化学反应去除空气中硫化物的方法。
该技术具有许多优点，例如对环境的影响较小、高效、可以被广泛应用等。
燃煤电厂脱硫技术研究进展及建议 罗学能
燃煤电厂脱硫技术研究进展及建议罗学能摘要：燃煤电厂运行下会产生一些有毒、有害气体，这不仅威胁人们生命安全，还给燃煤电厂生产运行造成很大影响，在此背景下应用合理的脱硫技术能够实现电厂可持续发展。
文章通过对电厂脱硫废气的组成与危害进行分析，探讨脱硫技术的具体应用。
关键词：燃煤电厂；电厂脱硫；脱硫技术；脱硫脱硝引言我国是煤炭大国，含有丰富的煤炭资源，但同时消耗的煤炭资源也非常多，我国有大量的人口，也需要大量的电力支持，而我国新能源发电像核能发电、风力发电、太阳能发电的发电量远远不能够满足社会发展的需要，所以发电还是需要燃烧煤炭发电，而且占有大部分比例。
我国主要靠燃煤发电，随之而来的是烧燃煤带来的一些危害。
燃烧煤炭过程中产生的烟雾中含有大量的有害气体如二氧化硫、一氧化碳等，危害环境。
其中有害物质以二氧化硫为主，还有一些含有硫化物的残渣废料，也需要排放，如果没有达标，将对我国的生态环境造成重大破坏。
过量的二氧化硫排放到空气中将引发酸雨、特大雾霾等极端天气情况。
现在对含硫物质的净化都是采用湿式脱硫法来处理，这种方法存在很大弊端，不能完全将废水中的硫脱离干净，实现零排放。
为了保护我们赖以生存的社会环境，我们应加大对污染物的管理力度，加强脱硫技术的更新改造，保护生态环境。
1燃煤电厂废气的基本组成与危害性分析所谓燃煤电厂，通常是指以社会输送电能为职责，借助煤炭来推动汽轮机转动的发电厂。
作为燃煤电厂的主要组成部分，煤炭是自然资源中较为珍贵的不可再生资源，其中包含许多氧、碳、硫、氮等元素，正是由于该元素的存在才会导致在燃烧之后向环境中排放一些烟尘。
值得一提的是，煤炭的烟尘中通常含有氮氧化物、硫氧化物以及一氧化碳等有害气体，这些气体会给我们日常生活带来许多不便。
当这些有害气体与环境中已经存在的固态颗粒一起流通到大气中以后，就会导致整个大气的质量下降，进而形成雾霾等极端天气。
随着近年来国内雾霾天气发生频率的日益提高，使得大众对于该类天气的了解越来越深，雾霾会无视粘膜以及纤毛的保护作用，会较为直接地作用于我们的呼吸系统，使人们更容易暴露在呼吸疾病的危害下。
电化学脱硫技术
碱性条件下脱有机硫反应以电解阳极产生的活性氧为氧化剂，将煤中有 机硫氧化为亚砜和砜，砜在碱性条件下和热水中水解为能溶于水的磺酸 类化合物或硫酸根。
在阳极：2H2O→O2+ 4H++ 4e O2+ 2R-S-S-R→2R-S-S(O)R 2O2+R-S-S-R→ R-S（O2）-S(O2)R R-S（O2）-S(O2)R+2H2O→R-OH+ R-OH+4H++2SO42-
阳极：2H2O→ O2 + 4H++ 4e 16OH- + 4FeS2 + 15O2 → 4Fe (OH)3 + 8SO42- + 2H2O 8OH-+ 2FeS2 + 7O2 → 2Fe (OH)2 + 4SO42 -+ 2H2O
阴极: 2H++ 2e →H2
二、煤炭电化学脱硫的机理
对于黄铁矿颗粒，若看成球形的，可用图1表示脱硫过程
70年代 末
Coughglin 和Farooque对煤炭的电化学脱硫进行了开发性的研究，不但克服了 传统电化学脱硫高温、高压的缺点，而且可以联产氢气，大大降低了生产成本
4 国内研
究进展
1997-2002年
●刘旭光等人对孝义煤进行了电化学脱硫的研究，从电化学还原脱硫行为、碱 性体系中的脱硫规律、电解体系等方面进行了研究，取得了较好的结果。 ●易平贵、张敬东、王知彩、罗道成等人在各种电解体系下研究了煤的脱硫， 考查了电解温度、电解电压、煤浆浓度等因素对电化学脱硫的影响，得到了适 宜的电解脱硫条件。 ●李登新等人在电化学脱硫方面作了较为深入的研究，分别从热力学、煤炭的 电化学脱硫机理、电化学净化对煤质的影响等方面进行了研究，进一步认识了 煤的电化学脱硫机理。
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2 煤中硫的赋存形态
煤中硫分通常分为有机硫和无机硫两大类 。 无机硫以矿物质的形态存在 ,其中大部分以 FeS2 形式存在 ,还有少量的硫酸盐 。有机硫参与煤的 大分子结构 ,主要有以下五种结构的官能团存在 于煤中硫醇类 ( R —SH) 、硫化物或硫醚类 R —S —
催化剂 ,主要脱硫反应为阳极氧化反应 。 在阳极 : 2H2O →O2 + 4H+ + 4e
16OH- + 4FeS2 + 15O2 →4Fe (OH) 3 + 8SO24 - + 2H2O 8OH- + 2FS2 + 7O2 →2Fe (OH) 2 + 4SO24 - + 2H2O 在阴极 : 2H+ + 2e →H2 在酸性介质中 ,以锰离子为催化剂 ,发生的主
煤的电化学调控脱硫是借助煤在电解槽阳极 发生的电化学氧化反应将煤中黄铁矿或有机硫化 物氧化成水可溶的硫化物 ,而达到净煤目的 。根 据所用电解液的不同 ,可分为碱性和酸性电化学 法。
在碱性介质条件下生成高活性的氢氧自由基 (OH·) ,甚至 HO2 ·、O - 、HO2- 、O2- 、O2 等 。这些高 活性自由基作为强氧化剂进攻煤结构中无机和有 机硫化物 ,并将其氧化成水可溶的硫酸盐和砜 ( R2 SO22R′) 等 ,以便洗涤除去 。刘旭光 、李登新等人 在这方面作了许多研究 。李登新等人用 X2射线 衍射 (XRD) 和电子扫描电镜 ( SEM) 等现代测试手 段对煤中无机物和煤系黄铁矿电化学脱硫机理进 行了研究 ,认为碱性介质中 ,由于没有电化学处理
由于新生成的三价铁离子具有强氧化性 ,能
将煤中有机硫化合物中的硫氧化而自身被还原成
Fe2 + 。反应式为 :
2Fe3 + + 2RSH →R —S —S —R + 2Fe2 + + 2H+
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电能
水
原煤
破碎 水煤浆 电解槽 过滤洗涤
电 解
CO2 H2
液
循
环 电解液的回收
无机盐类产品
精煤
图 3 煤电化学脱硫净化简易流程
412 煤炭电化学脱灰脱硫效果 不同条 件 下 的 煤 化 学 脱 灰 脱 硫 研 究 结 果 表
明 ,不论酸性或碱性介质 ,只要电化学反应条件适 宜 ,总硫脱除率高达 40 % ,最高达 67 %。碱性介 质中有机硫脱除率高达 40 %。碱性介质电化学 处理脱硫不脱灰 , 还使产品煤灰分增加 40 %以 上 ,甚至高达 70 %。而酸性介质中 ,在实现煤脱 硫同时 ,还可脱除数量可观的灰分 。因而 ,对煤电 化学脱灰脱硫工艺的研究大都侧重于酸性介质 条件 。
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44
煤炭加工与综合利用
2004 年第 1 期
物 。另外 ,在噻吩类有机硫中 ,二苯并噻吩脱硫最 困难 ,其次是噻吩 、苯并噻吩 、萘并苯噻吩等 。
3 煤炭电化学脱硫技术的发展
311 煤炭电化学脱硫技术的进展 早在 20 世纪 60 年代 , Sterber 等人对煤的电
解还原脱硫进行了研究 ,但进展不大 。70 年代以 后 ,Lalvani 等人改变了研究方向 ,对煤的氧化脱硫 等行 为 进 行 了 研 究[2] 。70 年 代 末 , Coughglin 和 Farooque 对煤炭的电化学脱硫进行了开发性的研 究 ,不但克服了传统电化学脱硫高温 、高压的缺 点 ,而且可以联产氢气 ,大大降低了生产成本[3] 。 国内刘旭光等人对孝义煤进行了电化学脱硫的研 究 ,从电化学还原脱硫行为 、碱性体系中的脱硫规 律 、电解体系等方面进行了研究 ,取得了较好的结 果[4～6] 。之后 ,易平贵 、张敬东 、王知彩 、罗道成等 人在各种电解体系下研究了煤的脱硫 ,考查了电 解温度 、电解电压 、煤浆浓度等因素对电化学脱硫 的影响 ,得到了适宜的电解脱硫条件[3 ,7～9] 。李登 新[10～13] 等人在电化学脱硫方面作了较为深入的 研究 ,分别从热力学 、煤炭的电化学脱硫机理 、电 化学净化对煤质的影响等方面进行了研究 ,进一 步认识了煤的电化学脱硫机理 。原料煤的电化学 脱硫之所以能够引起广大科研人员的兴趣 ,主要 是因为电化学脱硫能够在很多方面克服生物法 、 物理法 、化学法等脱硫方法中的缺点 ,同时能获得 较高的脱硫效率 。 312 煤炭的电化学脱硫机理[1 ,12～13]
2004 年第 1 期
煤炭加工与综合利用
COAL PROCESSING & COMPREHENSIVE UTILIZATION
No. 1 ,2004
煤的电化学脱硫及其进展
王志红 , 齐秀梅 , 罗科华
(中国矿业大学 (北京校区) 化环学院 ,北京 100083)
摘 要 :综述了煤炭电化学脱硫的原理 ,借助煤在电解槽阳极发生的电化学氧化反应将煤中 的无机硫或有机硫氧化成可溶于水的硫化物 ,介绍了电解脱硫设备及工艺流程 、电化学脱硫技术 发展方向及趋势 ,认为该方法的显著特点是常温常压下操作 ,工艺简便 ,能量回收率高 ,并可联产 大量高纯氢气 ;同时也指出了煤炭电化学脱硫技术中存在的问题 。
关键词 :煤炭 ; 脱硫 ; 电化学 ; 进展 ; 技术展望 中图分类号 :TD94516 文献标识码 :A 文章编号 :100528397 (2004) 0120043204
1 几种脱硫方法的比较
煤炭中通常含有 0125 %～7 %的硫 ,在燃烧 过程中生成 SO2 随烟道气排入大气 ,造成酸雨 。 据有关资料介绍 ,2002 年我国 SO2 排放量 1927 万 t ,造成严重的环境污染 。煤炭脱硫的方法很多 , 其中煤炭的物理脱硫方法虽然成本低 ,但脱除有 机硫的效果不明显 ;传统的化学脱硫虽能脱除煤 中几乎全部的无机硫及部分有机硫 ,但需要强酸 、 强碱和强氧化剂并在高温 、高压条件下操作 ,工艺 条件苛刻 ,操作成本昂贵 。因此 ,以降低反应强 度 、减少操作成本为目的 ,寻求高效 、低廉 、温和的 新一代煤脱硫洁净化技术是煤炭脱硫的难点和热 点 。煤炭的电化学脱硫是近几年来国内外发展起 来的一种新的煤炭脱硫工艺 。它能在相当温和的 条件下实现煤的脱硫 、脱灰 ,同时联产高纯氢气 。 该工艺每处理 1 t 煤联产 384 m3 的高纯氢气 ,法 拉第电流效率高达 99 % ,耗电仅为常规电化学制 氢的 50 % ,具有广阔的前景[1] 。
S
R′、含噻吩环的芳香体系 ,如噻吩
,苯并噻
S
S
吩
,二苯并噻吩
,奈并
S 苯并噻吩
;硫醌类 ,如对硫醌
O
S ,二硫化合物 R —S —S —R′; 或
S
硫蒽类 ,如
等 。R 和 R′表示烷基
S 或芳基 。
在这些含硫官能团中 ,硫醇基团和二硫化物 可能是次生产物 ,因为它们遇热不稳定 ,在煤化过 程中不可能保留下来 ;噻吩类结构非常稳定 ,即使 在高温炭化时也能与有机质缩聚成高分子硫化
5 煤炭电化学脱硫工艺特点及技术展望
511 煤的电化学脱硫特点 煤炭电 化 学 脱 硫 净 化 工 艺 的 显 著 特 点 是 常
压 、常温下操作 ,工艺简便 ,操作灵活 ,能量效率 高 ,在净化煤的同时可联产大量高纯氢气 。煤电 化学净化联产的大量高纯氢气决定了其工艺运行 成本低 ,单纯从经济角度讲 ,煤的电化学脱硫净化 具有相当诱人的开发应用前景 。 512 煤炭电化学脱硫的技术展望
4OH- →O2 + H2O + 4e O2 + RSH →R2S2S2R + H2O
+ O2 →
+ 4SO24 -
S
O
由于硫酸盐或二硫化物能溶于水 ,有机硫被
除掉 。在酸性介质下有机硫的脱除机理与碱性条
件下不同 。在酸性条件下 ,阳极表面首先发生二
价铁与三价铁离子间的氧化反应 :
Fe2 +
Fe3 + + e
要脱硫反应是阳极液中的氧化反应 ,由于电解电 位的不同 ,所以在阳极表面 :Mn2 + →Mn3 + + e
在阳 极 液 中 : 2Mn3 + + FeS2 →Fe2 + + 2S + 2Mn2 + (电解电位较低)
4H2O + S + 6Mn3 + →8H+ + SO24 - + 6Mn2 + 8H2O + 15Mn2 + + FeS2 →16H+ + Fe3 + + 2SO24 + 15Mn2 + (电解电位较高) 实验表明 ,在电解液中加入某些阳离子如铁 离子 、锰离子可以加快电解脱硫的反应速度 。实 验分析表明 ,电解催化剂锰离子比铁离子更能加 快煤的脱硫速度 。李登新等人也对煤中有机硫的 脱硫机理进行了研究 ,他认为在碱性介质条件下 有机硫的脱除机理为 ,当煤被电解时 ,在阳极表面 OH —首先失去电荷生成高活性的氢氧根自由基 (OH·) , 甚 至 HO2 ·、O - 、HO2- 、O2- 、O2 等 活 性 基 团 ,作为强氧化剂首先进攻煤中的黄铁矿中的硫 , 化学反应为 : FeS2 + NaOH + O2 →Fe (OH) 3 + SO24 + 2Na + + H2O 。 FeS2 除去后 ,阳极表面产生的活泼自由基进 攻煤中有机硫化物中的硫 ,从而氧化生成多硫化 合物或硫酸盐化合物 ,反应为 :