煤中硫

煤中硫的赋存形态分为无机硫和有机硫2大类。还有微量以游离状态赋存的元素硫。煤中无机硫、有机硫和元素硫的总称为全硫。

释义煤中硫的赋存形态分为无机硫和有机硫2大类。还有微量以游离状态赋存的元素硫。煤中无机硫、有机硫和元素硫的总称为全硫。

分类无机硫是煤的矿物质中硫化物硫和硫酸盐硫的总称。硫化物硫指煤中以各种金属硫化物形态存在的硫。其中绝大部分是以黄铁矿硫(FeS2)形式存在，少数为白铁矿硫(FeS2)，两者分子式虽相同，但结晶形态不同。黄铁矿呈等轴晶系，含硫量53.45%，多呈结核状、透镜状、团块状和浸染状(星散状)等多种形态赋存在煤中。白铁矿呈斜方晶系，多呈放射状结核存在，它在显微镜下对光的反射性比黄铁矿; 有些高硫煤中还含砷黄铁矿(FeS2·FeAs2，是煤中砷的来源)和磁黄铁矿〔Fen-1Sn(n≥8)，含硫量36.47%〕等其他含硫矿物。硫酸盐硫指煤的矿物质中以硫酸盐形态存在的硫。主要以硫酸钙(生石膏，CaSO4·2H2O)形态存在(风化煤中较多)，也有少数以硫酸亚铁(如绿矾，FeSO4·7H2O)形式存在，煤中硫酸盐硫一般只占总硫分的5%～10%左右，只有风、氧化煤中的硫酸盐硫的比例会有不同程度的增高。

煤中有机硫为与有机质结合的硫，它的组成结构复杂，有机硫中能溶于酚的组分叫树脂质硫，不溶于酚的叫腐植质硫。

煤中的有机硫、无机硫化物硫和元素硫统称可燃硫，硫酸盐硫为不可燃硫。煤热分解后残留在焦炭中的硫叫固定硫;热分解过程中析出的硫叫挥发硫。煤燃烧后残留在灰渣中的硫叫灰中硫，它多以硫酸钙、硫酸镁等形式存在。

含量特点煤中硫的含量从0.2%以下到10%以上的均有，但大多数煤中的硫含量在0.5%～3.0%之间。

按煤中硫含量将煤分为特低硫煤 (含硫量小于或等于0.5%)、低硫煤(含硫量0.51%～1.00%)、低中硫煤 (含硫量1.01%～1.50%)、中硫煤 (含硫量1. 51%～2.00%)、中高硫煤 (含硫量 2.01%～3.00%)、高硫煤 (含硫量大于3.00%)。

煤中硫的成分与其含量有关，通常硫含量在0.50%以下的特低硫煤中多以有机硫为主，这是因为低硫煤中的硫分主要来自成煤原始植物中的蛋白质以及微生物的蛋白质;硫分在2%以上的中、高硫煤和高硫煤中的硫则多以无机硫中的硫铁矿硫为主，仅少数矿区的高硫煤中的硫分以有机硫为主。从总的看来，中国煤中的硫分多以无机硫较多，一般硫铁矿硫约占总硫分的60%～70%，有机硫多占全硫的30%左右，硫酸盐硫只占5%～10%。

中国煤中的硫铁矿大多以结核状或团块状存在，以浸染状分散在煤中的硫铁矿相对较少，与有机质相联系的微细状态的硫铁矿更少。所以，中国的中、高硫分煤通过物理洗选的方法大部都能使其硫分得到不同程度的脱除。

中高硫煤和高硫分煤大多形成于滨海泥炭沼泽与海水入浸有关，总的趋势是近海型浅海型煤系中煤的硫分普遍较高，内陆型煤系中的硫分一般较低。如中国华北聚煤区石炭系太原组煤层顶板往往为海相石灰岩，其硫分普遍在2%～4%，其上山西组煤层顶板为陆相沉积，硫分一般在0.5%～1.5%左右。华南聚煤区二叠世煤系，煤中硫分一般可达2.5%～4.5%左右。广西更高，达7%～9%。中国侏罗纪内陆型煤系煤中硫分一般为0.3%～1.5%左右，如东胜-神府煤田的煤中平均硫分低至0.50%以下，大同侏罗纪煤的平均硫分不超过1.0%。

分析方法测定煤中全硫分的经典方法为艾氏卡法，它是用2份碳酸钠和1份轻质氧化镁的混合剂，与煤样在800～850℃的高温下灼烧，使全部硫化合物转化为可溶性硫酸盐，再用氯化钡溶液使之生成硫酸钡沉淀。根据硫酸钡的质量求算出煤中全硫(总硫分)含量。详见煤中“全硫的测定方法” (GB214)。

煤中硫铁矿硫的测定原理是用氧化还原法先将煤样用稀盐酸除去煤中硫酸盐(SO2-4)和其他盐酸可溶铁，残煤再用稀硝酸氧化硫铁矿中的铁成为Fe3，并用容量法测定其铁含量。根据铁含量再计算出煤中硫铁矿硫含量 (GB215 《煤中各种形态的测定方法》)。

煤中硫酸盐硫的测定原理是用稀盐酸把硫酸盐全部溶解，并用氯化钡溶液使硫酸盐生成硫酸钡。根据硫酸钡的质量求算出煤中硫酸盐硫的含量。

危害硫的危害：硫是煤中主要有害元素，煤燃烧后排入大气中的二氧化硫(少量为三氧化硫)会产生酸雨，污染环境，破坏生态平衡。煤燃烧产生的二氧化硫还腐蚀锅炉系统的炉壁和管道，缩短锅炉系统的寿命。据测试，中国由燃煤排入大气中的二氧化硫约占全国二氧化硫排放总量的70%～80%。

煤在炼焦过程中约有80%的硫转入焦炭中，20%左右的硫进入煤气和焦油中。高硫焦炭炼制出的生铁具有热脆性，影响生铁的质量。

煤在氯化过程中部分硫转化为二氧化硫，大部分硫形成硫化氢和硫醇、硫醚以及硫茚等气态有机硫化合物。由高硫煤生成的煤气也需要脱硫以提高煤气质量。

煤在液化过程中绝大部分硫成硫化氢析出，少量硫酸钙被还原成硫化钙 (CaS)。

煤中硫的脱除主要采用物理、化学、生物3种脱硫法。物理脱硫主要依据黄铁矿密度为5. 0g/cm，有机质一般小于1. 4g/cm3的差异，通过重力选煤加以脱除，但它只能脱除煤中无机硫。化学脱硫主要有碱(NaOH溶液)处理脱硫(包括碱溶液微波脱硫)、化学氧化 (用氧化剂) 脱硫、溶剂萃取 (四氯乙烯或己醇等)脱硫、热分解脱硫等方法，它可同时脱除煤中有机和无机硫。但在脱除有机硫过程会破坏煤的化学结构，降低结焦性。微生物(细菌)脱硫是通过生物化学降解作用来进行，因受脱硫菌种限制，和化学脱硫一样处于试验室研究阶段。煤在燃烧过程可通过向炉中喷入石灰石等固硫剂与SO2化合成硫酸钙残留在灰渣中，其脱硫效率可达80%，并在排烟道通过碱性物质(石灰等) 吸收烟气中SO2。1

本词条内容贡献者为:

周敏 - 副教授 - 西南大学