燃料脱硫主要分为煤炭脱硫和燃油脱硫两大类。
煤炭脱硫:煤炭是我的主要能源,占一次能源消耗的70%左右,煤炭主要用于发电、炼焦、化工原料等,煤中硫在炼焦过程中会影响焦炭质量,在合成气生产中则会增加煤气脱硫负荷,而在燃煤发电过程中则会产生So2,造成大气环境污染。治理So2所引起的环境污染,从煤炭源头上进行脱硫处理是一个标本兼治的好方法,经长时间的发展,脱硫技术在现代化工处理过程中已经非常成熟。
按照煤炭脱硫的基本原理可以分为化学脱硫法、物理脱硫法和生物脱硫法等。物理脱硫法即通过
含硫化合物与煤炭本体的物理化学性质不同而进行脱硫操作,物理脱硫法主要包括重力脱硫法、磁电脱硫法、浮选法脱硫、辐射脱硫法等。由于煤炭中有机硫含量较大,仅用物理脱硫法,精煤硫分不能达到环境保护条例的要求。化学脱硫法即通过化学反应,将煤炭中的所有无机硫和部分有机硫脱除,主要包括热压浸出脱硫法、溶剂法脱硫。常压气体湿法脱硫、高温热解气体脱硫、化学破碎法等,化学脱硫法效率高,能够脱除物理脱硫方法难以脱除的有机硫,但是其工艺复杂,化学反应条件苛刻,更加重要的是经过化学脱硫法处理的煤炭可能会发生粘结,变质,对煤炭品质造成影响。生物脱硫是通过微生物的作用利用特定细菌或煤的噬硫特点,高效率的脱除煤炭中的含硫化合物。生物脱硫可以分为生物表面改性浮选法、微生物絮凝法和生物浸出法等。生物脱硫法中的微生物能够自身繁殖。且以硫为实物,操作过程真正做到了绿色、无污染。此外,生物脱硫技术不会对煤炭本身性质造成破坏,煤炭损失量少、效率高、成本低。但微生物品种少,脱硫成本高。目前脱硫效果好的微生物品种较少,培养周期长、操作繁琐、环境条件要求高,限制了大规模的工业应用。
清洁煤技术是我主要发展的清洁能源技术之一,近年来人们开发出了一系列新型煤炭脱硫技术如微波脱硫技术、电化学脱硫技术、微波-微生物联合脱硫技术等,对降低煤炭中的硫含量和解决So2污染问题有重要意义。
燃油脱硫:液体燃料中有机硫化物主要以噻吩、苯并噻吩及其他噻吩衍生物形式存在,同时含有少量的硫醚、硫醇和二硫醚。目前燃料油脱硫精致技术。催化加氢脱硫技术、生物脱硫技术、催化氧化脱硫技术、吸附脱硫技术等。
催化加氢脱硫是目前世界炼油工艺中广泛采用的燃料油脱硫精致技术。催化加氢脱硫是在高温(300℃
~340℃、高压(1~10MPa)及临氢条件下,通过氢解将燃料油中的含硫化合物转化为相应烃类物质和硫化氢,达到脱硫目的。但该发对于具有芳环的噻吩类硫化物脱除效果差,且需要专门催化剂,在高温、高压下脱硫,因此设备投资和操作费用较高。生物脱硫技术是利用水相中的微生物的生长代谢脱除燃料油中硫元素的方法。生物脱硫技术对二苯并噻吩类含硫化合物非常有效,但由于其在脱硫速度和稳定性方面的问题没有得到较好的解决,限制了生物脱硫技术在燃油脱硫中的工业化应用。氧化脱硫技术是以有机硫化物氧化为核心的一种深度除硫技术,即将有机硫化物转化成性较强的物质,在通过液-液萃取方法分离除去。氧化脱硫法可在低温(100℃以下)常压下进行,且对燃油中的非硫化物的影响也不大。吸附脱硫技术的基本原理是将燃料与对硫化物具有特殊选择性的吸附剂进行充分接触,将硫化物或硫原子吸附到吸附剂上而从燃料油中脱除,吸附剂经再生后循环使用。吸附脱硫具有投资和操作费用低、脱硫效率高的特点,近年来发展较快。
低硫甚至无硫清洁原料燃料油已成为世界燃料油生产的必然趋势,因此提高燃料油脱硫技术势在必行,研究高效节能的脱硫方法已成为一种必然趋势。除以上几种常规的脱硫方法外,近年来相继出现了许多新型燃油脱硫方法,如离子液体脱硫、水蒸气催化脱硫、萃取-氧化脱硫、催化精馏脱硫、电化学聚合脱硫、生化学脱硫等。