燃料脱硫

在燃料燃烧前对其所含硫分先行脱除

燃料脱硫是指在燃料燃烧前对其所含硫分先行脱除。是防治硫氧化物对大气污染的主要环节之一。煤和燃料油的含硫量差异较大，约为0.5～5%（质量）。硫在燃料中的形态因燃料种类不同也有很大不同。按照燃料中硫含量、硫的形态和要求的脱硫率，现以发展出多种脱硫工艺。天然气中所含硫分大部分是硫化氢，仅有少量有机硫化物，因而可用脱除硫化氢的方法脱硫。

释义

燃料脱硫是指燃烧前用物理、化学等方法减少或消除燃料含硫量的工艺。主要指对煤和重油两种燃料中硫分的脱除。煤和燃料油的含硫量差异较大，约为0.5～5%（质量）。硫在燃料中的形态因燃料种类不同也有很大不同。按照燃料中硫含量、硫的形态和要求的脱硫率，现以发展出多种脱硫工艺。天然气中所含硫分大部分是硫化氢，仅有少量有机硫化物，因而可用脱除硫化氢的方法脱硫。

煤脱硫

1 物理法：硫在煤中主要以无机的硫化铁和有机的硫化物两种形式存在。其中以硫化铁(黄铁矿)形式存在的硫约占2/3。黄铁矿比重大于煤，同时,黄铁矿是顺磁性物质，比磁化系数约为25化系数-6克/厘米3；煤是反磁性物质，比磁化系数约为-0.5系数约-6克/厘米3。因此，可将煤破碎，然后用重力分离法或高梯度磁分离法，将黄铁矿去除。物理法能把燃料的硫分脱除50%左右。

2 化学法：煤经破碎后与硫酸铁水溶液混合，在反应器中加热至100～130℃，硫酸铁与黄铁矿反应转化为硫酸亚铁和单体硫。同时通入氧气，使硫酸亚铁再生为硫酸铁，在工艺系统中循环使用。煤通过过滤器和溶液分离，硫成为副产品。

3 气化法:煤的气化是在煤气发生炉中进行的热化学过程。煤在1000～1300℃高温下，通过气化剂，使之发生不完全氧化，而成为煤气。如果气化剂是空气，适量空气由下部通过煤层，首先被灰渣层预热，然后进入氧化层，空气中的氧与高温的煤作用生成二氧化碳(CO2)和少量一氧化碳(CO)。CO2上升通过还原层，与炽热的煤作用被还原成CO，以CO为主要成分的气体受热上升排出炉外，制得空气煤气。如果气化剂是蒸汽，则反应生成物为CO和H2，制得的煤气为水煤气。煤的气化还有加压、加氢气化法，使一氧化碳或碳元素同氢作用生成甲烷等碳氢化合物气体，提高了煤气的热值。为省去煤的开采、运输等生产环节，苏联、美国等国家还采用了地下气化法。中国也在开展地下气化的实验研究。煤中的硫分在气化时大部分成为硫化氢，进入煤气，再用液体吸收或固体吸附等方法脱除。

4 液化法：煤的液化有合成法、直接裂解加氢法和热溶加氢法等。合成法是将煤制成煤气，按一定比例加氢，在高压、高温和催化剂作用下，合成液体燃料，其主要成分是烷烃和甲醇。直接裂解加氢法是把煤溶解在溶剂里制成糊状，然后在400～500℃，约200个大气压的压力下,通过催化剂的作用，使之与加入的氢反应，而成为液体燃料。热溶加氢法是把煤粉加热溶解在与煤性质近似的油里，在约100个大气压的压力下加氢,同时将不溶物分离出来，就得到了液态煤。在液化过程中，硫分与氢反应生成硫化氢逸出，因此得到的是高热值、低硫、低灰分燃料。燃料油一般指重油，是由原油常压蒸馏残油制成的。重油含硫较多，其中硫分大多是环状硫化物，如联苯并硫（杂）茂、萘硫（杂）茂等。这些硫化物分子量高，若含硫量为3%，则硫化物含量可达到重油的1/3，因此重油不宜用直接去除硫化物的方法脱硫。重油脱硫是在催化剂作用下，用高压加氢反应，切断碳与硫的化合键，以氢置换出碳，同时，氢与硫作用成为硫化氢，从重油中分离出来，用吸收法除去。另一种方法是将重油用蒸汽、氧气部分燃烧气化，硫转化成为硫化氢和少量二氧化硫，再进行处理。

燃料油脱硫

燃料油一般指重油，是由原油常压蒸馏残油制成的。重油含硫较多，其中硫分大多是环状硫化物，如联苯并硫（杂）茂、萘硫（杂）茂等。这些硫化物分子量高，若含硫量为3%,则硫化物含量可达到重油的1/3，因此重油不宜用直接去除硫化物的方法脱硫。重油脱硫是在催化剂作用下，用高压加氢反应，切断碳与硫的化合键，以氢置换出碳，同时，氢与硫作用成为硫化氢，从重油中分离出来，用吸收法除去。另一种方法是将重油用蒸汽、氧气部分燃烧气化，硫转化成为硫化氢和少量二氧化硫，再进行处理。

反应中使用的催化剂采用铬、钼、钨、铁、钴、镍、铂等，也可由钴-钼，镍-钼或镍钴-钼组合使用，一般以氧化铝为载体。生产过程中，如果催化剂表面上积碳，以及重油中钒、镍的有机金属化合物与氢反应沉积在催化剂上，就会使催化剂中毒，失去催化作用。为解决这个问题，发展了直接脱硫和间接脱硫两种工艺。直接脱硫是选用抗中毒性能较好的催化剂，直接加氢脱硫，同时采取适当防护措施，如有的工艺在反应塔前加防护塔，填充其他廉价的催化剂，尽可能除去不纯物和金属成分。间接脱硫是把重油减压蒸馏，分成馏出油和残油。单独将馏出油加氢脱硫，然后与残油进行混合。或将残油以液化丙烷（或丁烷）作溶剂，对残油进行处理，分离出沥青后，再与馏出油混合进行加氢处理。

意义

由于天然的低硫燃料远远不能满足改善大气质量的需要，因此采用把高硫燃料在燃烧前先脱去其中的硫分变为低硫燃料的方法，即燃料脱硫将日显迫切。从长远效果看，燃料脱硫将是控制大气污染的一项根本性措施。

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