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炼焦煤中硫分转化率的浅论

1、背景

煤炭是当今世界的主要能源，在能源生产和消费中所占的比重一

直保持在70%以上，煤炭的利用方式主要是直接燃烧，该方式是环境

污染的主要来源之一，人们对煤炭燃烧引发的的环境问题关注程度与

日俱增。煤在燃烧过程中释放的污染环境的主要物质是氮氧化物和硫

氧化物，而SOX是形成酸雨的主要物质。近年来，我国酸雨污染呈现

加重趋势，因此如何清洁、经济、高效的利用煤炭资源，最大限度的

将煤中的硫脱除，不仅是一项亟待解决的重要课题，而且对治理环保，

减轻雾霾极为重要。

目前，世界上研发和应用的脱硫技术已超过200种，概括起来可

分为燃前、燃中和燃后脱硫。燃前脱硫是兼顾成本和效果的首选方法，

也是目前工业和科学研究主要使用的方法，而热解作为燃前脱硫的一

种，是煤洁净高效利用的基础阶段和必经步骤，在煤炭转化过程中发

挥着重要的作用。研究煤中硫的分布及赋存形态及热解过程硫的转化

规律可以为热解脱硫提供相关的理论指导，对进一步有效提高高硫煤

的利用效率有着重要的实际意义。

焦化配煤炼焦时，配合煤的硫含量高，有机硫和无机硫的含量比例

不同，都会造成焦炭含硫高和煤气中硫化氢含量高；影响焦炭质量，

还会给化产脱硫造成过多的负担，极容易造成焦炉煤气硫化氢含高，

影响下游使用煤气的用户。

2、炼焦配煤硫分的影响

在炼焦过程中，配合煤中的硫分高低，直接影响焦炭和煤气的质

量，因此炼焦配煤一定要控制好配合煤的硫分；煤中含硫可分为有机

硫和无机硫两大类，（有的煤中含有少量的单质硫）；煤种有机硫：是

以有机物的形式存在煤种。无机硫：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留。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。

经过焦炉高温炼焦过程，存留在焦炭中的硫（以有机硫、硫化钙

和硫化亚铁等为主），称为固体硫。煤在碳化室经过高温分解转化，

使一部分硫随着焦炉煤气逸出，随煤气而走的硫，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，

而是随燃烧或炼焦温度；在升温速度和矿物质组分的性质、数量等而

变化。

在炼焦时配合煤中的全硫88%-99%的存留在焦炭里，称固体硫。

在配合煤中的全硫只有1%-12%的硫在高温下挥发到煤气里面，称为

挥发硫。(配合煤中全硫在炼焦过程中；只要0.2%的转化成挥发硫)

下面在小焦炉做煤中硫转化实验；变换配煤比后，配合煤硫分的

波动与焦炭硫分的波动不具有一致性。为此，我们进行了质量分析，

发现各单种煤的硫分转化率各不相同，不同煤种差别很大，且相互之

间的影响也比较复杂。

3、配合煤炼焦硫分的转化试验

试验所用的炼焦煤60％-70％来自开滦各大煤矿，其余的煤种来自

山西各煤矿。煤种煤源稳定，煤质波动不大，各单种煤的硫转化率也

比较稳定，见表l。

表1各炼焦单种煤硫硫的转化率（单位%）

序号煤种煤中S焦中S转化率

1吕家坨焦煤0.750.6688.00

2屯兰焦煤0.760.6686.84

3孝义焦煤0.910.8492.31

4孝西焦煤0.930.7883.87

5通化焦煤0.930.8692.47

6柳林焦煤1.040.8278.47

7西曲焦煤1.06