煤炭中硫在焦化过程中的动态变化和影响_技术文章

煤炭中硫在焦化过程中的反应机理颇为复杂,有机硫中的一部分转化成?H2S、COS、CH3?S?H、CH3SCH3等气态、液态物质进入焦炉气和焦油中,还有一部分以杂环硫形态存在于焦炭中。煤中的黄铁矿,在煤焦化过程中,分解析出单质硫,其中一部分和煤的有机质反应而形成H2S:剩下的Fes则成为焦炭的灰组成。煤中的石膏能和煤在焦化过程中裂解出的H2反应而形成Cas,成为焦炭灰的组成: 煤炭化验设备

CaSO4?2H2O+4H2→CaS+6H2O

数据表明,煤在焦化过程中约有80%的硫转入焦炭中,只有20%左右进入煤气和焦油中。在高炉中的炉料又有80%的硫来自焦炭。当焦炭中的硫分增大时,由于它是酸性物质,在高炉中,就需要提高炉渣的碱度而增大排渣量。这样就降低了高炉生产能力及冶炼强度,同时还提高了焦比。

通常焦炭中的硫每增高0.1%,焦比就要增高1.5%左右,高炉生产能力降低2~2.5%,石*石用量增加约2%,同时还降低了生铁的质量。当钢锭中的硫分大于0.07%时即成废品。因此炼焦用配煤的硫分不宜超过1.2%。单煤硫分除肥煤可以稍高（2~2.5%)外,气煤的硫分应低于1%,瘦煤的硫分应低于1.5%。但炼制化工用焦的精煤硫分也可提高到2%左右,因为用焦炭造气时,煤气中的含硫化合物较易脱除。

由于煤的气化过程是先使一部分煤在空气中燃烧形成CO2、H2O,然后CO2和H2O在高温下被未燃尽的煤还原为CO和H2(也有部分为CH4),因而煤中的硫(有机硫和硫铁矿硫)也会被氧化成SO2,但有一部分黄铁矿则按下式反应:

FeS2+H2O→FeO+H2S+S

煤中的有机硫形成H2S;有机硫高的煤还能析出硫醇、硫醚和硫茚等。硫*盐则被氢气还原为CaS,即

CaSO4+4H2→CaS+4H2O

煤的加氢液化过程,实质上是煤的还原过程。因而煤中的硫也被还原,即有机硫几乎都被转化为H2S。黄铁矿在煤的液化过程中还能起催化作用,使液化加速而其自身还原成H2S释出。因此,在煤的加氢液化过程中,几乎所有的硫都被还原成H2S析出而消耗氢。

原创作者：鹤壁市科达仪器仪表有限公司

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