燃料脫硫

1 物理法：硫在煤中主要以無機(jī)的硫化鐵和有機(jī)的硫化物兩種形式存在。其中以硫化鐵(黃鐵礦)形式存在的硫約占2/3。黃鐵礦比重大于煤，同時,黃鐵礦是順磁性物質(zhì)，比磁化系數(shù)約為25化系數(shù)^-6克/厘米³；煤是反磁性物質(zhì)，比磁化系數(shù)約為-0.5系數(shù)約^-6克/厘米³。因此，可將煤破碎，然后用重力分離法或高梯度磁分離法，將黃鐵礦去除。物理法能把燃料的硫分脫除50%左右。

2 化學(xué)法：煤經(jīng)破碎后與硫酸鐵水溶液混合，在反應(yīng)器中加熱至100～130℃，硫酸鐵與黃鐵礦反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵和單體硫。同時通入氧氣，使硫酸亞鐵再生為硫酸鐵，在工藝系統(tǒng)中循環(huán)使用。煤通過過濾器和溶液分離，硫成為副產(chǎn)品。

3 氣化法:煤的氣化是在煤氣發(fā)生爐中進(jìn)行的熱化學(xué)過程。煤在1000～1300℃高溫下，通過氣化劑，使之發(fā)生不完全氧化，而成為煤氣。如果氣化劑是空氣，適量空氣由下部通過煤層，首先被灰渣層預(yù)熱，然后進(jìn)入氧化層，空氣中的氧與高溫的煤作用生成二氧化碳(CO₂)和少量一氧化碳(CO)。CO₂上升通過還原層，與熾熱的煤作用被還原成CO，以CO為主要成分的氣體受熱上升排出爐外，制得空氣煤氣。如果氣化劑是蒸汽，則反應(yīng)生成物為CO和H₂，制得的煤氣為水煤氣。煤的氣化還有加壓、加氫氣化法，使一氧化碳或碳元素同氫作用生成甲烷等碳?xì)浠衔餁怏w，提高了煤氣的熱值。為省去煤的開采、運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)環(huán)節(jié)，蘇聯(lián)、美國等國家還采用了地下氣化法。中國也在開展地下氣化的實(shí)驗(yàn)研究。煤中的硫分在氣化時大部分成為硫化氫，進(jìn)入煤氣，再用液體吸收或固體吸附等方法脫除。

4 液化法：煤的液化有合成法、直接裂解加氫法和熱溶加氫法等。合成法是將煤制成煤氣，按一定比例加氫，在高壓、高溫和催化劑作用下，合成液體燃料，其主要成分是烷烴和甲醇。直接裂解加氫法是把煤溶解在溶劑里制成糊狀，然后在400～500℃，約200個大氣壓的壓力下,通過催化劑的作用，使之與加入的氫反應(yīng)，而成為液體燃料。熱溶加氫法是把煤粉加熱溶解在與煤性質(zhì)近似的油里，在約100個大氣壓的壓力下加氫,同時將不溶物分離出來，就得到了液態(tài)煤。在液化過程中，硫分與氫反應(yīng)生成硫化氫逸出，因此得到的是高熱值、低硫、低灰分燃料。燃料油一般指重油，是由原油常壓蒸餾殘油制成的。重油含硫較多，其中硫分大多是環(huán)狀硫化物，如聯(lián)苯并硫（雜）茂、萘硫（雜）茂等。這些硫化物分子量高，若含硫量為3%，則硫化物含量可達(dá)到重油的1/3，因此重油不宜用直接去除硫化物的方法脫硫。重油脫硫是在催化劑作用下，用高壓加氫反應(yīng)，切斷碳與硫的化合鍵，以氫置換出碳，同時，氫與硫作用成為硫化氫，從重油中分離出來，用吸收法除去。另一種方法是將重油用蒸汽、氧氣部分燃燒氣化，硫轉(zhuǎn)化成為硫化氫和少量二氧化硫，再進(jìn)行處理。

由于天然的低硫燃料遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足改善大氣質(zhì)量的需要，因此采用把高硫燃料在燃燒前先脫去其中的硫分變?yōu)榈土蛉剂系姆椒ǎ慈剂厦摿驅(qū)⑷诊@迫切。從長遠(yuǎn)效果看，燃料脫硫?qū)⑹强刂拼髿馕廴镜囊豁椄拘源胧?。2100433B

燃料脫硫是指燃燒前用物理、化學(xué)等方法減少或消除燃料含硫量的工藝。主要指對煤和重油兩種燃料中硫分的脫除。煤和燃料油的含硫量差異較大，約為0.5～5%（質(zhì)量）。硫在燃料中的形態(tài)因燃料種類不同也有很大不同。按照燃料中硫含量、硫的形態(tài)和要求的脫硫率，現(xiàn)以發(fā)展出多種脫硫工藝。天然氣中所含硫分大部分是硫化氫，僅有少量有機(jī)硫化物，因而可用脫除硫化氫的方法脫硫 。

燃料油一般指重油，是由原油常壓蒸餾殘油制成的。重油含硫較多，其中硫分大多是環(huán)狀硫化物，如聯(lián)苯并硫（雜）茂、萘硫（雜）茂等。這些硫化物分子量高，若含硫量為3%,則硫化物含量可達(dá)到重油的1/3，因此重油不宜用直接去除硫化物的方法脫硫。重油脫硫是在催化劑作用下，用高壓加氫反應(yīng)，切斷碳與硫的化合鍵，以氫置換出碳，同時，氫與硫作用成為硫化氫，從重油中分離出來，用吸收法除去。另一種方法是將重油用蒸汽、氧氣部分燃燒氣化，硫轉(zhuǎn)化成為硫化氫和少量二氧化硫，再進(jìn)行處理。

反應(yīng)中使用的催化劑采用鉻、鉬、鎢、鐵、鈷、鎳、鉑等，也可由鈷-鉬，鎳-鉬或鎳鈷-鉬組合使用，一般以氧化鋁為載體。生產(chǎn)過程中，如果催化劑表面上積碳，以及重油中釩、鎳的有機(jī)金屬化合物與氫反應(yīng)沉積在催化劑上，就會使催化劑中毒，失去催化作用。為解決這個問題，發(fā)展了直接脫硫和間接脫硫兩種工藝。直接脫硫是選用抗中毒性能較好的催化劑，直接加氫脫硫，同時采取適當(dāng)防護(hù)措施，如有的工藝在反應(yīng)塔前加防護(hù)塔，填充其他廉價的催化劑，盡可能除去不純物和金屬成分。間接脫硫是把重油減壓蒸餾，分成餾出油和殘油。單獨(dú)將餾出油加氫脫硫，然后與殘油進(jìn)行混合?；?qū)堄鸵砸夯椋ɑ蚨⊥椋┳魅軇?，對殘油進(jìn)行處理，分離出瀝青后，再與餾出油混合進(jìn)行加氫處理。