煤炭的全硫和空干基含硫量有什么区别
一般说煤中硫含量就是指全硫含量符号:St,单位:%,而直接测出的是空干基全硫(符号:St,ad )。在煤炭运销中常用的硫指标有:空干基全硫、干基全硫( St,d )和收到基全硫( St,ar)。
硫是煤中有害元素之一。煤中硫包括有机硫和以黄铁矿为主的无机硫,一般来说煤中的无机硫通过洗选可以大部分脱除;而有机硫则很难除去。煤中硫在煤燃烧中大部转化为SO2排入大气,对环境造成严重的污染,甚至造成酸雨,据统计1998年全国二氧化硫排放量为2090万吨,其中因燃煤而排放大气的SO2约占80%-90%。在全社会日益重视生存环境的大气候下,国家已对生产和使用高硫煤做出了限制,如北京市区燃煤含硫要
在0.5%以下,上海等沿海大城市燃煤含硫均要求小于0.6%或0.8%,因此各用户在购买煤时都对煤中硫含量提出较严格的限定指标,神华煤之所以销售情况良好,含硫较低(一般小于0.5%)也是主要的原因之一。但煤中硫在某些利用途径中也能起到好的作用,如煤液化当中,硫又可以起到催化剂的作用;如高硫煤经洗选后回收的硫可用来生产硫和硫酸等。
煤中各种形态硫的总和称为全硫。
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什么是煤全硫 :
是煤中的有害元素,包括有机硫、无机硫。 1% 以下才可用于燃料。部分地区要求在 0.6 和 0.8 以下,现在常说的环保煤、绿色能源均指硫份较低的煤。
常用指标有:空气干燥基全硫 (St,ad )、干燥基全硫 (St.d) 及收到基全硫 (St,ar) 。
硫在煤炭中所含比例的多少即为煤炭的硫含量! 煤中硫根据存在的状态分为有机硫和无机硫两大类,有时也有微量的呈单体状态的元素硫。 煤中干燥基全硫含量St,d>3.00%的煤为高硫煤。但环保总局认为>2.00%就算高硫煤。
煤炭中的硫有腐蚀设备和污染空气的负面作用,含硫量过大的煤需要脱硫处理。煤炭含硫量是检查煤炭是否合格的一个标准。
用艾氏剂法测定煤中全硫时,应注意以下几个问题
(1)必须在通风下进行半熔,否则煤粒燃烧不完全而使部分硫不能转化为二氧化硫;
(2)沉淀剂BaCl2必须过量;
(3)在用水抽提、洗涤时,要求溶液体积不宜过大,以免影响测定结果;
(4)注意调节溶液酸度,使CO32-转为CO2逸出;
(5)在洗涤过程中,每次吸入蒸馏水前,应将洗液都滤干,这样洗涤效果好;
(6)在灼烧前不得残留滤纸,高温炉也应通风;
(7)灼烧后的BaSO4在干燥器中冷却后,及时称量;
(8)必须做空白试验。
煤中硫分,按其存在的形态分为有机硫和无机硫两种。有的煤中还有少量的单质硫。
煤中的有机硫,是以有机物的形态存在与煤中的硫,其结构复杂,至今了解的还不够充分,大体有以下官能团: 硫醇类,R-SH(-SH,为硫基); 噻吩类,如噻吩、苯骈噻吩、硫醌类,如对硫醌、硫醚类,R-S-R'硫蒽类等。
煤中无机硫,是以无机物形态存在于煤中的硫。无机硫又分为硫化物硫和硫酸盐硫。硫化物硫绝大部分是黄铁矿硫,少部分为白铁矿硫,两者是同质多晶体。还有少量的ZnS,PbS等。硫酸盐硫主要存在于CaSO4中。
煤中硫分,按其在空气中能否燃烧又分为可燃硫和不可燃硫。有机硫、硫铁矿硫和单质硫都能在空气中燃烧,都是可燃硫。硫酸盐硫不能在空气中燃烧,是不可燃硫。
煤燃烧后留在灰渣中的硫(以硫酸盐硫为主),或焦化后留在焦炭中的硫(以有机硫、硫化钙和硫化亚铁等为主),称为固体硫。煤燃烧逸出的硫,或煤焦化随煤气和焦油析出的硫,称为挥发硫(以硫化氢和硫氧化碳(COS)等为主)。煤的固定硫和挥发硫不是不变的,而是随燃烧或焦化温度、升温速度和矿物质组分的性质和数量等而变化。
煤中各种形态的硫的总和称为煤的全硫(St)。煤的全硫通常包含煤的硫酸盐硫(Ss)、硫铁矿硫(Sp)和有机硫(So)
如果煤中有单支流,全硫中还应包含单质硫。
硫是煤中的有害元素。以黄铁矿硫为主的无机硫,可用洗选的方法脱除,但以有机硫为主的煤,通过洗选的方法无法降低硫分。所以,“硫分”含量是评价煤质的重要指标之一。
硫含量及试验方法:
煤炭或煤制品,电厂用煤:硫含量≤0.70,试验方法GB/T214。
其他用煤:硫含量 ≤0.80,试验方法GB/T214。
注:硫含量均为质量百分比(m/m);煤中硫含量按"干燥基全硫"为准。
煤中硫含量的限值规定主要是出于环保考虑,一般而言,煤的含硫量决定了烟气中二氧化硫的浓度,高硫煤、低硫煤我们国家有统一的划分标准:
1、含硫量≤0.5%的是特低硫煤。
2、在0.51—1.0%的是低硫煤,1.0—1.5%的是低中硫煤。
3、1.51—2.0%的是中硫煤,2.01—3.0%的是中高硫煤,3.0%以上是高硫煤。
常用指标有:空气干燥基全硫 (St,ad )、干燥基全硫 (St.d) 及收到基全硫 (St,ar) 。
硫在煤炭中所含比例的多少即为煤炭的硫含量!煤中硫根据存在的状态分为有机硫和无机硫两大类,有时也有微量的呈单体状态的元素硫。煤中干燥基全硫含量St,d>3.00%的煤为高硫煤。但环保总局认为>2.00%就算高硫煤。
煤炭中的硫有腐蚀设备和污染空气的负面作用,含硫量过大的煤需要脱硫处理。煤炭含硫量是检查煤炭是否合格的一个标准。
你要求的含硫量单位是毫克每立方米?要转换成单位体积的含硫量?
如果是这样,就需要知道煤炭的密度。不同种的煤,它们的密度就不同,细煤粒:0.75~1.0吨/立方米; 褐煤:0.65~0.78吨/立方米; 干无烟煤:0.8~0.95吨/立方米;干块泥煤:0.33~0.40吨/立方米; 新制煤粉:0.45~0.5吨/立方米;沉积煤粉:0.8~0.9吨/立方米。
假如这里取0.5吨/立方米,一立方煤刚好半吨,500KG*1.3%=6500mg,即6500mg/m3
煤中硫根据存在的状态分为有机硫和无机硫两大类,有时也有微量的呈单体状态的元素硫。
煤中干燥基全硫含量St,d>3.00%的煤为高硫煤。但环保总局认为>2.00%就算高硫煤。
煤中硫的形成是一个复杂的地质过程,主要受控于硫的来源、铁离子的供给、介质条件、微生物作用等多种因素。煤中硫的来源:一是原始植物质保存下来的硫,二是侵入泥炭沼泽的海水中的硫酸盐。低硫煤中硫一般来源于原始植物质,中硫煤和高硫煤中硫一方面来源于原始植物质,而大部分来源于侵入泥炭沼泽海水中的硫酸盐。
高等植物和低等植物都是成煤的原始质料,几乎所有的部分都参与成煤作用。煤的原始植物有机组分是决定煤性质的重要因素之一。植物蛋白质由若干个氨基酸按一定化学键结合而成的高分子化合物,这些氨基酸中有一类是含硫氨基酸。在泥炭沼泽中,蛋白质分解或转变为氨基酸等化合物参与成煤,从而使植物中的硫部分转入煤中。不同成煤植物以及成煤植物的不同部分由于其蛋白质含量不同,其中的硫含量也不一样。据有的学者研究资料,内陆石松、松科植物的硫含量分别为0.14%和0.05%,海岸盐渍土中红树、白骨壤、桐花树的硫含量分别为0.20%~0.67%、0.95%和1.58%,莎草科莞属植物的硫含量为1.12%。Casagrande等(1977)研究盐沼发现,红树泥炭的硫含量为4.83%,落羽杉泥炭的为0.078%,白睡莲泥炭的为0.244%。大量低等植物——菌藻类富含蛋白质,淡水绿藻中小球藻Chlorella pyrenoidosa的硫含量为0.42%~0.77%,小球藻Chlorella vul-garis的硫含量为1.10%。这些藻类植物的硫含量均高于一般陆生高等植物,显然对煤中硫的富集作出了重要贡献。9和10煤层硫含量平均值都高于3%,这是成煤原始植物不能全部提供的,必然与成煤环境有关。
现代泥炭沼泽研究成果表明,煤中的硫除成煤植物提供外,古泥炭沼泽的水介质也是一个重要来源,沼泽水介质中的 含量和pH值是影响泥炭硫含量的主要因素。Casagrande等人研究了海岸附近的泥炭沼泽,发现海水中的 为海相泥炭提供了丰富的硫源。同时,海水具有弱碱性,经常被海水淹没的泥炭的pH值为7.0~8.5,这种介质条件对硫酸盐还原菌和许多微生物的活动都有利,最有利的生存条件的pH值为6.5~8.3(Casagrande等,1977)。硫酸盐还原菌最宜在pH值为7.0~7.8的弱碱性条件下生存,亦可容忍pH5.5~9.0的生存条件。硫酸盐还原菌利用泥炭中大量的有机质将海水中 还原成H2S,H2S能与Fe2+结合最终形成黄铁矿。内陆淡水中 含量仅为(1~156)×10-6,平均为海水的1/200,且淡水沼泽多呈酸性(pH<4),不利于硫酸盐还原菌的活动。因此,淡水泥炭沼泽中H2S少,黄铁矿及全硫含量都低,这也是陆相煤一般为低硫煤的主要原因。
Cohen等(1984)的研究工作表明,当泥炭顶板为海相沉积时,能增加其下部泥炭的硫含量。Davis(1982)认为,海水渗入淡水泥炭时,可增加淡水泥炭中有机硫的含量。可见,泥炭沼泽被上覆的沉积物覆盖后,上部沉积介质中的 也会渗入泥炭,在成煤过程中转变为煤中的硫。因此,泥炭上覆沉积介质中的硫也是煤中硫的来源之一。
沉积体系中黄铁矿的形成主要受控于可被还原菌利用的有机质含量、活性铁的含量和 的丰度,这些因素也同样决定着有机硫的形成。活性铁离子与有机质相比,对还原硫有更大的竞争力,在存在铁离子的情况下,硫离子会优先与其结合形成硫化铁矿物,只有在铁离子受限的情况下,多余的H2S才会接合进入有机分子(Berner,1985)。由于海水本身铁离子浓度很低,所以大量的铁应来自于陆源区,一般通过水流以粘土矿物等方式搬运至沼泽。铁在粘土矿物中以如下方式出现:作为粘土矿物的主要成分;以类置同象置换晶格内的其他成分;作为氧化铁,附在片状体矿物上。环境条件变化,尤其是pH和Eh值发生变化,与粘土矿物伴生的可从粘土矿物中迁出。如果pH值增高,Eh值下降,Fe3+会还原为Fe2+,从而引起铁的迁移,也可能与其他元素的离子发生离子交换反应。环境条件的变化如果导致矿物晶格破坏,也能造成铁的迁出。只有可溶于HCl的Fe2+才能与H2S反应生成黄铁矿,或通过FeS的形式最终转化为黄铁矿。所以,水溶液中是否有可被利用的活性铁离子,是黄铁矿或无机硫能否聚集的重要地球化学因素。
煤中黄铁矿化程度(DOP)是衡量铁离子参与形成黄铁矿的指标,其定义黄铁矿中的铁含量与煤中铁含量之比。在乌达矿区,9煤层中铁的含量达11600×10-6,DOP 为1.52,说明9煤层的泥炭聚积时有较为丰富的陆源铁供给。
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.