如何把硫从煤炭中分离出来

对煤进行脱硫有如下几种方法：

一、物理法： 通常用重力分离或磁分离法去除煤分中的硫化铁(黄铁矿)，以此形式存在的硫约占煤中硫分的2/3。

二、化学法：煤经粉碎后与硫酸铁水溶液混合，在反应器中加热至100～130℃，硫酸铁与黄铁矿反应转化为硫酸亚铁和单体硫，前者氧化后循环使用，后者作为副产品回收。

三、气化法：煤在1000～1300℃高温下，通过气化剂，使之发生不完全氧化，而成为煤气。煤中硫分在气化时大部分成为硫化氢进入煤气，再用液体吸收或固体吸附等方法脱除。

四、液化法： 煤的液化有合成法、直接裂解加氢法和热溶加氢法等。在液化过程中，硫分与氢反应生成硫化氢逸出，因此得到高热值、低硫、低灰分燃料。

扩展资料：

燃煤后烟气脱硫技术

燃媒后烟气脱硫就是媒燃烧后所产生烟气的股值 (FGD），是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫技术。世界各国研究开发的烟气脱硫技术达200多种，但商业应用的不超过20种。在FGD技术中，按脱破剂的种类划分

可分为以Ca2SO3为基础的钠法、以NH3为基础的氨法和以有机碱为基础的有机碱法5中，目前普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90%以上，按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态将脱硫技术分为湿法、干法和半干（半湿）法；按脱硫产物的用途，可分为抛弃法和回收法两种。

参考资料来源：百度百科-脱硫

1)

煤的洗选(可脱硫30-60%)

2)

其他原料煤的脱硫技术(化学法,物理法,微波法,生物法.)

3)

煤的转化(液化,气化,高纯水煤浆,燃气-蒸汽联合循环[wiki]IGCC[/wiki])

4)

燃料电池,等离子.

燃烧中脱硫

1)

型煤

2)

流化床燃烧:

鼓泡床(BFBC),循环床(CFBC),增压床合循环(PFBC-CC)

3)

炉内喷钙

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)--下关,钱清,沾化

b)

旋转喷雾法(SDA)—白马,黄岛

c)

循环流化床烟气脱硫(CFB-FGD)恒运,漳山,榆社

d)

增湿灰循环法(NID)--衢州[wiki]化工[/wiki]

e)

荷电干粉喷射法(CDSI)--德州,

杭钢二热

f)

其他

2)湿法烟气脱硫

a)

石灰石/石灰—抛弃/石膏法—珞璜,太原.

b)

海水法—深圳西,后石

c)

氨法—内江

d)

镁法---

e)

磷氨法—豆坝

f)

其他

3)其他脱硫法

(同时脱硫和脱硝)

a)

电子束—成都

b)

脉冲电晕

c)活性炭

(3)烟气的预冷却

大多数含硫烟气的温度为120~185℃或更高,而吸收操作则要求在较低的温度下(60℃左右)进行.低温有利于吸收,高温有利于解吸.因而在进行吸收之前要对烟气进行预冷却.通常,将烟气冷却到60℃左右较为适宜.常用冷却烟气的方法有：应用热交换器间接冷却应用直接增湿(直接喷淋水)冷却用预洗涤塔除尘增湿降温,这些都是较好的方法,也是目前使用较广泛的方法.通常,国外湿法烟气脱硫的效率较高,其原因之一就是对高温烟气进行增湿降温.

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

还就是燃烧后脱硫（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

第一步反应中反应物有FeS2、O2和H2O，生成物有Fe2+和SO42-，根据氧化还原反应得失电子数目相等，则有2FeS2～7O2，根据电荷守恒，还应有生成H+，则反应的离子方程式为2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42-，即煤中的硫最终以硫酸形式生成，

故答案为：微生物；2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42-；H2SO4；

（2）“流化床”燃烧技术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生成硫酸钙，从而达到脱硫效果，

故答案为：CaCO3；CaSO4；

（3）烟气中含有二氧化硫以及氮氧化物，都为酸性氧化物，可加入石灰水吸收，

故答案为：石灰水或Ca（OH）2溶液；氮氧化物．

脱硫方法概论

自上世纪60年代以来，世界上已经开发出的脱硫技术有数百种，常用的也有数十种。现有多种分类方法，如，按脱硫过程在燃烧过程的位置：燃烧前，燃烧中和燃烧后；按固硫剂类型：钙基，钠基，镁基，氨基，海水等；按脱硫最终产品的状态：干法和湿法；按脱硫副产品的利用：抛弃法和回收法；按脱硫剂的使用情况：再生法和非再生法，等等。

脱硫技术分类（按相对燃烧过程的位置）

燃烧前的脱硫

1） 煤的洗选（可脱硫30-60%）

2） 其他原料煤的脱硫技术（化学法，物理法，微波法，生物法。。。。。。）

3） 煤的转化（液化，气化，高纯水煤浆，燃气-蒸汽联合循环[wiki]IGCC[/wiki]）

4） 燃料电池，等离子。。。。。。

燃烧中脱硫

1） 型煤

2） 流化床燃烧: 鼓泡床(BFBC)，循环床(CFBC)，增压床合循环（PFBC-CC）

3） 炉内喷钙

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）--下关，钱清，沾化

b） 旋转喷雾法（SDA）—白马，黄岛

c） 循环流化床烟气脱硫（CFB-FGD）恒运，漳山，榆社

d） 增湿灰循环法（NID）--衢州[wiki]化工[/wiki]

e） 荷电干粉喷射法（CDSI）--德州, 杭钢二热

f） 其他

2）湿法烟气脱硫

a) 石灰石/石灰—抛弃/石膏法—珞璜，太原。。。。。。

b) 海水法—深圳西，后石

c) 氨法—内江

d) 镁法---

e) 磷氨法—豆坝

f) 其他

3）其他脱硫法 （同时脱硫和脱硝）

a) 电子束—成都

b) 脉冲电晕

c)活性炭

（3）烟气的预冷却

大多数含硫烟气的温度为120~185℃或更高，而吸收操作则要求在较低的温度下（60℃左右）进行。低温有利于吸收，高温有利于解吸。因而在进行吸收之前要对烟气进行预冷却。通常，将烟气冷却到60℃左右较为适宜。常用冷却烟气的方法有：应用热交换器间接冷却；应用直接增湿（直接喷淋水）冷却；用预洗涤塔除尘增湿降温，这些都是较好的方法，也是目前使用较广泛的方法。通常，国外湿法烟气脱硫的效率较高，其原因之一就是对高温烟气进行增湿降温。

我国目前已开发的湿法烟气脱硫技术，尤其是燃煤工业锅炉及窑炉烟气脱硫技术，高温烟气未经增湿降温直接进行吸收操作，较高的吸收操作温度，使SO2的吸收效率降低，这就是目前我国燃煤工业锅炉湿法烟气脱硫效率较低的主要原因之一。

（4）结垢和堵塞

在湿法烟气脱硫中，设备常常发生结垢和堵塞。设备结垢和堵塞，已成为一些吸收设备能否正常长期运行的关键问题。为此，首先要弄清楚结构的机理，影响结构和造成堵塞的因素，然后有针对性地从工艺设计、设备结构、操作控制等方面着手解决。

一些常见的防止结垢和堵塞的方法有：在工艺操作上，控制吸收液中水份蒸发速度和蒸发量；控制溶液的PH值；控制溶液中易于结晶的物质不要过饱和；保持溶液有一定的晶种；严格除尘，控制烟气进入吸收系统所带入的烟尘量，设备结构要作特殊设计，或选用不易结垢和堵塞的吸收设备，例如流动床洗涤塔比固定填充洗涤塔不易结垢和堵塞；选择表面光滑、不易腐蚀的材料制作吸收设备。

脱硫系统的结构和堵塞，可造成吸收塔、氧化槽、管道、喷嘴、除雾器设置热交换器结垢和堵塞。其原因是烟气中的氧气将CaSO3氧化成为CaSO4（石膏），并使石膏过饱和。这种现象主要发生在自然氧化的湿法系统中，控制措施为强制氧化和抑制氧化。 强制氧化系统通过向氧化槽内鼓入压缩空气，几乎将全部CaSO3氧化成CaSO4，并保持足够的浆液含固量（大于12%），以提高石膏结晶所需要的晶种。此时，石膏晶体的生长占优势，可有效控制结垢。

抑制氧化系统采用氧化抑制剂，如单质硫，乙二胺四乙酸（EDTA）及其混合物。添加单质硫可产生硫代硫酸根离子，与亚硫酸根自由基反应，从而干扰氧化反应。EDTA则通过与过渡金属生成螯合物和亚硫酸根反应而抑制氧化反应。（5）腐蚀及磨损

煤炭燃烧时除生成SO2以外，还生成少量的SO3，烟气中SO3的浓度为10~40ppm。由于烟气中含有水（4%~12%），生成的SO3瞬间内形成硫酸雾。当温度较低时，硫酸雾凝结成硫酸附着在设备的内壁上，或溶解于洗涤液中。这就是湿法吸收塔及有关设备腐蚀相当严重的主要原因。解决方法主要有：采用耐腐蚀材料制作吸收塔，如采用不锈钢、环氧玻璃钢、硬聚氯乙烯、陶瓷等制作吸收塔及有关设备；设备内壁涂敷防腐材料，如涂敷水玻璃等；设备内衬橡胶等。

含有烟尘的烟气高速穿过设备及管道，在吸收塔内同吸收液湍流搅动接触，设备磨损相当严重。解决的主要方法有：采用合理的工艺过程设计，如烟气进入吸收塔前要进行高效除尘，以减少高速流动烟尘对设备的磨损；采用耐磨材料制作吸收塔及其有关设备，以及设备内 壁内衬或涂敷耐磨损材料。近年来，我国燃煤工业锅炉及窑炉烟气脱硫技术中，吸收塔的防腐及耐磨损已取得显著进展，致使烟气脱硫设备的运转率大大提高。

吸收塔、烟道的材质、内衬或涂层均影响装置的使用寿命和成本。吸收塔体可用高（或低）合金钢、碳钢、碳钢内衬橡胶、碳钢内衬有机树脂或玻璃钢。美国因劳动力昂贵，一般采用合金钢。德国普遍采用碳钢内衬橡胶（溴橡胶或氯丁橡胶），使用寿命可达10年。腐蚀特别严重的如浆池底和喷雾区，采用双层衬胶，可延长寿命25%。ABB早期用C-276合金钢制作吸收塔，单位成本为63[wiki]美元[/wiki]/KW，现采用内衬橡胶，成本为22美元/KW。烟道应用碳钢制作时，采用何种防腐措施取决于烟气温度（是否在酸性[wiki]露点[/wiki]或水蒸汽饱和温度以上）及其成分（尤其是SO2和H2O含量）。

日本日立公司的防腐措施是：烟气再热器、吸收塔入口烟道、吸收塔烟气进口段，采用耐热玻璃鳞片树脂涂层，吸收塔喷淋区用不锈钢或碳钢橡胶衬里，除雾器段和氧化槽用玻璃鳞片树脂涂层或橡胶衬里。

（6）除雾

湿法吸收塔在运行过程中，易产生粒径为10~60m的“雾”。“雾”不仅含有水分，它还溶有硫酸、硫酸盐、SO2等，如不妥善解决，任何进入烟囱的“雾”，实际就是把SO2排放到大气中，同时也造成引风机的严重腐蚀。因此，工艺上对吸收设备提出除雾的要求。被净化的气体在离开吸收塔之前要进行除雾。通常，除雾器多设在吸收塔的顶部。

目前，我国相当一部分吸收塔尚未设置除雾器，这不仅造成SO2的二次污染，对引风机的腐蚀也相当严重。脱硫塔顶部净化后烟气的出口应设有除雾器，通常为二级除雾器，安装在塔的圆筒顶部（垂直布置）或塔出口的弯道后的平直烟道上（述评布置）。后者允许烟气流速高于前者。对于除雾器应设置冲洗水，间歇冲洗除雾器。净化除雾后烟气中残余的水分一般不得超过100mg/m3，更不允许超过200mg/m3，否则含沾污和腐蚀热交换器、烟道和风机。

（7）净化后气体再加热

在处理高温含硫烟气的湿法烟气脱硫中，烟气在脱硫塔内被冷却、增湿和降温，烟气的温度降至60℃左右。将60℃左右的净化气体排入大气后，在一定的气象条件下将会产生“白烟”。由于烟气温度低，使烟气的抬升作用降低。特别是在净化处理大量的烟气和某些不利的气象条件下，“白烟”没有远距离扩散和充分稀释之前就已降落到污染源周边的地面，容易出现高浓度的SO2污染。为此，需要对洗涤净化后的烟气进行二次再加热，提高净化气体的温度。被净化的气体，通常被加热到105~130℃。为此，要增设燃烧炉。燃烧炉燃烧天然气或轻柴油，产生1000~1100℃的高温燃烧气体，再与净化后的气体混对。这里应当指出，不管采用何种方法对净化气体进行二次加热，在将净化气体的温度加热到105~130℃的同时，都不能降低烟气的净化效率，其中包括除尘效率和脱硫效率。为此，对净化气体二次加热的方法，应权衡得失后进行选择。

吸收塔出口烟气一般被冷却到45~55℃（视烟气入口温度和湿度而定），达饱和含水量。是否要对脱硫烟气再加热，取决于各国环保要求。德国《大型燃烧设备法》中明确规定，烟囱入口最低温度为72℃，以保证烟气扩散，防止冷烟雾下沉。因吸收塔出口与烟囱入口之间的散热损失约为5~10℃，故吸收塔出口烟气至少要加热到77~82℃。据ABB或B&W公司介绍，美国一般不采用烟气再加热系统，而对烟囱采取防腐措施。如脱硫效率仅要求75%时，可引出25%的未处理的旁通烟气来加热75%的净化烟气，

德国第1台湿法脱硫装置就采用这种方法。德国现在还把净化烟气引入自然通风冷却塔排放的脱硫装置，籍烟气动量（质量 速度）和携带热量的提高，使烟气扩散的更好。

烟气再加热器通常有蓄热式和非蓄热式两种形式。蓄热式工艺利用未脱硫的热烟气加热冷烟气，统称GGH。蓄热式换热器又可分为回转式烟气换热器、板式换热器和管式换热器，均通过载热体或热介质将热烟气的热量传递给冷烟气。回转式换热器与电厂用的回转式空气预热器的工作原理相同，是通过平滑的或者带波纹的金属薄片载热体将热烟气的热量传递给净化后的冷烟气，缺点是热烟气会泄露到冷烟气中。板式换热器中，热烟气与冷烟气逆流或交*流动，热交换通过薄板进行，这种系统基本不泄露。管式加热器是通过中间载体水将热烟气的热量传递给冷烟气，无烟气泄露问题，用于年满负荷运行在4000~6500h的脱硫装置。 非蓄热式换热器通过蒸汽、天然气等将冷烟气重新加热，又分为直接加热和间接加热。直接加热是燃烧加热部分冷烟气，然后冷热烟气混合达到所需温度；间接加热是用低压蒸汽（≥2×105Pa）通过热交换器加热冷烟气。这种加热方式投资省，但能耗大，使用于脱硫装置年运行时间4000h-6500h的脱硫装置。

（8）脱硫风机位置的选择

安装烟气脱硫装置后，整个脱硫系统的烟气阻力约为2940Pa，单*原有锅炉引风机（IDF）不足以克服这些阻力，需设置一助推风机，或称脱硫风机（BUF）。脱硫风机有四种布置方案。脱硫引风机处于低烟温段，风机容量相当，由于风机位于再热器后，烟气中水份得到改善，对风机防腐无特殊要求。脱硫系统在负压下运行，有利于环境保护。（9）石灰石制备系统

将块状石灰石应用干磨或湿磨研磨成石灰石粉，或从石粉制造厂购进所需要的石灰石粉，由罐车运到料仓存储，然后通过给料机、输粉机将石灰石粉输入浆池，加水制备成固体质量分数为10%-15%的浆液。对石灰石粉粒度要求一般是90%通过325目筛（45m）或250目筛。石灰石纯度须大于90%。工艺对其活性、可磨性也有一定的要求。

（10）氧化槽

氧化槽的功能是接受和储存脱硫剂、溶解石灰石，鼓风氧化CaSO3，结晶生成石膏。循环的吸收剂在氧化槽内的设计停留时间一般为4-8min，与石灰石反应性能有关。石灰石反应性能越差，为使之完全溶解，则要求它在池内滞留时间越长。氧化空气采用罗茨风机或离心风机鼓入，压力约5×104-8.6×104Pa一般氧化1mo1SO2需要1mo1 O2。

煤炭是世界上的一种重要化石燃料能源，在我国更是占到了一次能源总消费量的70％左右，并且这种局面在今后相当长的时间内不会改变。而针对煤炭的脱硫措施就相当重要，目前世界范围内已有近千套脱硫装置在运行，所用的脱硫方法也不尽相同。一般说来，燃煤设备的脱硫技术可以分为三大类，即燃烧前对燃料进行脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后的烟气脱硫。

燃烧前脱硫包括煤的洗选、各种脱硫方法脱硫、煤的转化。

在煤使用前，先用水将煤洗一下，这当然不是为了干净，而是洗煤能达到脱硫的效果。由于煤和硫铁矿的密度不同，通过常规的洗煤就可除去煤中30%～50%的硫铁矿，如果采用更为先进的泡沫浮选工艺洗煤，则可以除去煤中40%～90%的硫铁矿。另外，洗煤的过程中，还可以把可溶性的硫酸盐一起除去。

生物技术脱硫是一种燃烧前脱硫的方法，它是利用微生物将铁矿石中的2价铁变成3价铁，把单体硫变成硫酸，从而在源头上实现了清洁生产的目的，是一种有发展前途的治理方法，取得了很好的效果，受到世界各国的重视。

例如，日本中央电力研究所从土壤中分离出一种硫杆菌，它是一种铁氧化细菌，能有效地去除煤中的无机硫。美国煤气研究所筛选出一种新的微生物菌株，它能从煤中分离有机硫而不降低煤的质量。捷克筛选出的一种酸热硫化杆菌，可脱除黄铁矿中75％的硫。目前，科学家已发现能脱去黄铁矿中硫的微生物还有氧化亚铁硫杆菌和氧化硫杆菌等。

除了生物技术脱硫法，还有其他一些脱硫方法，如化学浸出法、微波法、磁力脱硫法、溶剂精炼脱硫法等，这些方法也都试验成功，已经或正在应用到燃烧前的脱硫实践中去。

煤的转化是指将煤气化或者液化，在气化过程中，硫转化成硫化氢，可脱除，在液化过程中，用加氢的溶剂萃取法，硫铁矿不溶于溶剂可脱除，有机硫在加氢时转化为硫化氢，可脱除。这样一来，在气化与液化的过程中就可以脱除硫分，从而将煤转化成清洁的二次燃料。

煤在燃烧中的脱硫，主要是使用石灰（石灰石）作为脱硫剂，在燃烧中将它们喷入炉中，使氧化钙、氧气和二氧化硫发生反应，生成硫酸钙，避免二氧化硫气体的排出。发生这个反应的最佳温度是800℃～850℃，因此要使用这种脱硫方法时的最佳燃烧方式是流化床燃烧，因为其他的燃烧方式炉内温度不够理想，所以喷钙的脱硫效果不理想。