大量燃烧含硫量高的煤会造成哪两种环境污染

硫高的危害主要是两个方面，一是环保问题，煤炭在加工利用燃烧过程中产生二氧化硫。二是使用煤炭对煤炭指标的要求，因为硫分影响黑色冶金产品的质量。对于有色冶金和化工建材用户，再不考虑环保的情况下，对硫分要求不严。或者说，现在很多高硫没大都供应给了有色冶金、建材、化工制气。

煤中所含硫分在燃烧时氧化成二氧化硫而随烟道气排入大气。其中部分二氧化硫在大气中进一步氧化成三氧化硫，后者吸收水气后即成硫酸，往往以酸雨的形式沉降到地面危害环境。因此在燃烧前预先脱除硫分，是防止大气污染的主要技术之一。燃煤脱硫方法有以下4种：(1)物理法。用重力法或高梯度磁分离法(煤是反磁性物质，而黄铁矿是顺磁性物质)，将煤中的黄铁矿分离去除，可脱除50的硫。(2)化学法。用硫酸铁水溶液与煤中的黄铁矿反应，转化为硫酸亚铁和硫。(3)气化法。首先使煤气化，煤中的硫也气化为硫化氢，然后用固体或液体吸收法脱除。(4)液化法。在煤液化加氢过程中，硫与氢反应生成硫化氢，可由此得到高热值、低灰分及低硫分的燃料。

煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎,在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质,由于地壳的变动不断地埋入地下,长期与空气隔绝,并在高温高压下,经过一系列复杂的物理化学变化等因素,形成的黑色可燃沉积岩,这就是煤炭的形成过程.

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.此外,煤中还含有少量的其它无机硫化物,如黄铜矿（CuFeS2）、方铅矿（PbS）、闪锌矿（ZnS）及砷黄铁矿（FeS2·FeAS2）等

等.

煤中的有机硫是一系列含硫有机官能团的总称,不过关于其详细的存在形态的相关报道较少.主要一方面有机硫是煤分子结构的一部分,它以交联结构及杂环形态存在,难溶、难脱除；另一方面,采用剧烈反应的研究方法会改变含硫组分的形态和结构.

我国煤炭中含硫量不高。在全国1万多亿吨煤炭总储量中，以低硫煤为主，煤层平均含硫约0.9%。含硫量>2%的煤约占煤炭储量的10%。但是，煤中硫分分布极不均匀，总的趋势（表1）是: 南方地区煤中硫分高，北方地区煤含硫低；深部煤层煤炭硫分高，浅部含硫低；变质程度高的煤炭硫分高，低阶煤，如褐煤的硫分低；陆相成因的上部煤层煤硫分低，而过渡相及海相的下部煤层煤硫分相当高；处于还原环境成煤期的煤，煤中有机硫含量高。

表1 不同分类硫分等级

中南、西南地区煤炭资源缺乏，煤炭质量较差，这些地区的煤炭又大都含硫很高。我国的高硫煤(S>3%)和中高硫煤(S为2%~3%)主要就集中在两广、两湖、四川、贵州等省(区)。贵州大部分为高硫煤，较为典型的六枝矿区炼焦煤的平均硫分为2%~6%；四川几乎有3/4左右的高硫煤，南桐、天府等煤田的平均硫分多在4%左右。广西、重庆、浙江等省市商品煤的平均硫分都很高，一般达3.5%~4.0%。而北方、东北地区，尤其是东北三省煤中硫分最低，在0.21%~0.78%之间波动。

我国陆相沉积煤田的煤，平均硫分多低于1.5%；海陆交互相沉积或浅海相沉积煤田的煤，平均硫分普遍高达2%~6%以上。煤田受海浸时间越长，硫分也往往越高。

全国各省(市、区)煤炭的硫分及储量列于表2。由表列数据可知，以>3%含硫量的高硫煤储量及占全国储量的百分率为例，这类煤在西南区的可采储量为482Mt，占该类煤全国总储量的66.2%；华东区有129Mt，占该类煤全国总储量的17.7%；中南区有102Mt，占该类煤全国总储量的14%。

表2 各省煤炭含硫量及储量

来源：中国煤炭性质、

煤的灰分过高，则

1。发热量低，理论燃烧温度低，燃烧空气需要量小

2。飞灰质点不仅会强化对流传热，也会减小辐射特征长度，增加火焰黑度，加强辐射换热

3。着火较困难，燃尽时间长

4。灰渣含碳量增高，机械不完全燃烧损失增大，灰渣热损失也增大

5。对燃烧设备的磨损也较大

我读书的时候，曾在流化床里烧过灰分65%以上，热值2000大卡以下的石煤和矸石

硫是煤中有害杂质.按形态分,煤中硫可分为有机硫(S0)和无机硫两大类:无机硫又可分为硫铁矿硫(Sp)和硫酸盐硫(Ss)两种煤中有时也含有微量元素硫.各种硫分的总和称为全硫(St),其中有机硫、硫铁矿硫和元素硫均参与燃烧,称为可燃硫.硫含量越高,碳、氧含量相应下降,煤的发热量越低.

硫是一种有害元素，含硫量高的煤，供燃烧气化或炼焦煤使用时都会带来很大的危害。如高硫煤用作燃料时，燃烧后所产生的二氧化硫气体，不仅严重腐蚀锅炉管道，而且还严重污染大气；在炼焦工业中，硫分的影响更大，一方面煤中硫分高，焦炭的硫分也高，从而直接影响钢铁的质量，另一方面为了

脱去钢铁中硫，就必须在高炉中加入较多的石灰石，这样又会减少高炉的有效容量，同时增加出渣量。

煤中硫在燃烧转化过程中产生SO2。我国中高硫煤和高硫分煤占煤总储量的1／3，1989年我国排放到大气中的SO2为1560万吨，1989年全国城市SO2的平均浓度为105μg／m3，远超过我国大气SO2一级标准20μg／m3。SO2对人类健康和植物的生长都有危害，它刺激粘膜，引起呼吸道疾病，能使植物枯死。我国用煤量在相当长一段时期内将继续增长，若不及时采取有效治理措施，主要燃煤区的污染，特别是大气的污染程度将要加剧。根据东南地区燃煤的SO2排放量的增长趋势，预测从1990年到2000年将增长27％，从2000年到2020年增长50％。

SO2排放量大的山东、河南和湖南是由于用煤量大，而且煤的含硫量高；湖南的耗煤量并不多，但湖南煤的硫含量较高。SO2排放量增长速度快的省市依次为河南、山东、湖北、上海和江苏。东南地区的煤电厂、钢铁厂和化工厂需要扩建并建设新厂。污染区将扩大并有可能成群、成线和成片出现。如上海、南通、苏州与嘉兴、长沙、湘潭和株洲趋于成群；上海则又与苏州、镇江、南京、马鞍山成线；煤矿区与煤发电厂相结合则易污染成片，如鲁西、苏西北、河南永城、淮北，河南境内的平顶山、巩义、焦作和郑州则易污染成片。

用煤排放到大气中的SO2和NO2与水蒸气化合生成硫酸和硝酸。这两种酸与水分子结合生成硫酸雾，硫酸雾与烟尘接触形成硫酸尘，与降水接触成为酸雨。所谓酸雨，是指PH值小于5.6的雨水以及冻雨、雪、雹、露等大气降水，它们使土壤酸化，妨碍植物生长；使水酸化影响水生生物的繁衍生息，当然还会使建筑物受到腐蚀。酸雨在我国呈加速发展的趋势。1985年的降酸雨面积约175Km2，1993年扩大为280Km2，1984年PH值小于4.5的重酸雨区仅为重庆、贵阳、长沙、萍乡少数城市，到1993年除上述各所在省外还向鄂、桂、粤、闽、浙发展，重庆酸雨的PH值已低至3.0左右，长沙为2.85～4.4。目前华北主要开采含硫量较低的山西组煤，往深处采含硫量高的太原组煤时，SO2和酸雨污染面积和强度还会扩大。这已与北美和西北欧重酸雨区的PH值相近。美国1977年纽约州阿迪朗达克区219个湖泊已酸化无鱼；原西德由于土壤酸化造成森林枯死面积占全国的34％。但他们发现得早，已采取措施控制SO2排放量，酸雨基本得到有限控制。

四季中因燃煤情况不同而污染程度有别，酸雨量也不同。美国纽约州和新英格兰北部一半以上酸雨是6～9月，冬季强西北风能迅速将有害气体吹到大西洋去，而夏季雨水多，所以6～9月烧西部白垩纪低硫煤，其它月份烧东部石炭纪高硫煤。煤中砷燃烧时形成剧毒的As2O5进入大气，在人体内累积诱发癌症，因此食品工业用煤的砷含量必须控制在8ppm以下。大气中As2O5含量国内外规定应小于3μg／m3，水中应小于50μg／m3，但某些燃煤电厂附近大气中As2O5含量高达100μg／m3，滇东、黔西一些地方的晚二叠世龙潭组煤经受后期热液影响，砷的含量极高，贵州开阳、织金、兴仁和兴义燃煤造成砷中毒的人数以千计，仅兴仁县交乐乡就有42人死亡；60年代湖南锡矿山冶炼锑过程中排出的含砷烟尘，加以炉渣露天堆放，污染了井水使308人中毒，6人死亡。