文|汇锦数能-掌上煤焦
我国硫含量大于3%的高硫煤占总煤炭储量的10%左右,主要分布在我国的西南、中南等地区。
高硫煤中的硫主要分为有机硫和无机硫,单质硫的是否存在一直存有争议。
无机硫一般来自矿物中的各种含硫化合物,含无机硫较多的煤炭有可能是某矿物的伴生物,当无机硫含量达到一定程度,我们可称此类煤炭为某矿石;煤炭中较多的无机硫还有可能来自与海水中的硫酸盐。硫煤含量高低与成煤时期的沉积环境有着密切关系,一般我们认为,滨海及海陆交互相形成的煤,其含硫量较高,而陆相沉积的煤含硫量较低。
无机硫主要有硫化物硫和硫酸盐硫之分,在高硫煤的无机硫中,以硫化物硫比较常见,所占比例也较高,占全硫的50%以上。硫化物硫有黄铁矿(正方晶FeS2)、白铁矿(斜方晶FeS2)、磁黄铁矿(Fe7S8) 、闪锌矿(ZnS)、方铅矿(PbS)等。含硫化物的煤炭是成煤植物中的微量硫与土壤中的铁元素,经过上万年形成的,一般此类煤炭的含硫量在1%以下,当附近有较多硫矿时,一部分的硫进入煤炭中,形成高硫煤;硫酸盐硫主要以石膏为主。硫酸铁盐在地底深处,高温高压且缺氧,容易发生还原反应,变成其他硫化物,因此在高硫煤的无机硫中,以硫化物硫比较常见。
唐跃刚等研究学者认为,从各时代煤中硫分分布与沉积环境关系密切,尤其与海水关系密切。总的来看,受海水影响的煤、发育于碳酸盐台地沉积背景下的煤更易形成高有机硫煤;海陆交互相沉积的煤层硫分亦高,更易形成以硫铁矿硫为主的中高硫煤和高硫煤;陆相沉积的煤层硫分含量低,但若有充足的硫源供给,煤中硫分含量也很高。煤中硫的含量与物源区远近也存在一定关系:靠近古陆,煤层硫含量相对低;靠近盆缘,煤层硫含量相对高。
高硫煤资源利用方面,目前,高硫煤的研究现状主要集中在从高硫煤中回收黄铁矿以及高硫煤脱硫工艺方面。应用方面,包括高硫煤合成氨、高硫煤制备清洁汽油、高硫煤制烯烃以及高硫煤IGCC发电等几个方面。
我国拥有丰富的高硫煤资源,随着资源的逐渐匮乏,如何全面认识高硫煤及其高效利用高硫煤显得格外重要,传统的处理方法不能改善高硫煤的重大价值,应该根据我国高硫煤性质特征和各地区的实际情况,研究出适合我国高硫煤开发的相关政策和技术方法,采用更加高效的技术方法来提高其综合利用率,实现我国高硫煤资源的可持续发展。
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