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    煤的硫分

     煤的硫分

    (1)煤中硫存在的形態
    煤中硫分,按其存在的形態分為有機硫和無機硫兩種。有的煤中還有少量的單質硫。
    煤中的有機硫,是以有機物的形態存在與煤中的硫,其結構復雜,至今了解的還不夠充分,大體有以下官能團:
    硫醇類,R-SH(-SH,為硫基);
    噻吩類,如噻吩、苯駢噻吩、硫醌類,如對硫醌、硫醚類,R-S-R';硫蒽類等
    煤中無機硫,是以無機物形態存在于煤中的留。無機硫又分為硫化物硫和硫酸鹽硫。硫化物硫絕大部分是黃鐵礦硫,少部分為白鐵礦硫,兩者是同質多晶體。還有少量的ZnS,PbS等。硫酸鹽硫主要存在于CaSO4中。
    煤中硫分,按其在空氣中能否燃燒又分為可燃硫和不可燃硫。有機硫、硫鐵礦硫和單質硫都能在空氣中燃燒,都是可燃硫。硫酸鹽硫不能在空氣中燃燒,是不可燃硫。
    煤燃燒后留在灰渣中的硫(以硫酸鹽硫為主),或焦化后留在焦炭中的硫(以有機硫、硫化鈣和硫化亞鐵等為主),稱為固體硫。煤燃燒逸出的硫,或煤焦化隨煤氣和焦油析出的硫,稱為揮發硫(以硫化氫和硫氧化碳(COS)等為主)。煤的固定硫和揮發硫不是不變的,而是隨燃燒或焦化溫度、升溫速度和礦物質組分的性質和數量等而變化。
    煤中各種形態的硫的總和稱為煤的全硫(St)。煤的全硫通常包含煤的硫酸鹽硫(Ss)、硫鐵礦硫(Sp)和有機硫(So).
    St=Ss+Sp+So
    如果煤中有單支流,全硫中還應包含單質硫。
    (2)煤中硫對工業利用的影響
    硫是煤中有害物質之一。煤作為燃料在燃燒時生成SO2,SO3不僅腐蝕設備,而且污染空氣,甚至降酸雨,嚴重危及植物生長和人的健康。煤用于合成氨制半水煤氣時,由于煤氣中硫化氫等氣體較多不易脫凈,易毒化合成催化劑而影響生產。煤用于煉焦,煤中硫會進入焦炭,使鋼鐵變脆。鋼鐵中硫含量大于0.07%時就成了廢品。為了減少鋼鐵中的硫,在高爐煉鐵時加石灰石,這就降低了高爐的有效容積,而且還增加了排渣量。煤在儲運中,煤中硫化鐵等含量多時,會因氧化、升溫而自燃。
    我國煤田硫的含量不一。東北、華北等煤田硫含量較低,山東棗莊小槽煤、內蒙烏大、山西汾西、山西銅川等煤礦硫含量較高,貴州、四川等煤礦硫含量更高。四川有的煤礦硫含量高達4~6%以上,洗選后降到2%都困難。
    脫去煤中的硫,是煤炭利用的一個重要課題。在這方面美國等西方國家對潔凈煤的研究取得很大進展。他們首先是發展煤的洗選加工(原煤入洗比重0~80%以上,我國不足20%),通過洗選降低了煤中的灰分,除去煤中的無機硫(有機硫靠洗選是除不去的);其次是在煤的燃燒中脫硫和煙道氣中脫硫。這無疑增加了用煤成本。我們也在開展潔凈煤的研究,針對我國動力煤洗煤廠能力利用率僅50%多,應盡快制定和實施燃煤環保法,以促進煤炭洗選加工的發展和潔凈煤技術的應用。
    (3)煤中的測試要點
    煤中硫的測試包括煤的全硫、硫鐵礦硫和硫酸鹽硫的測試。見GB214-83。
     
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