张嘉航，朱建国

(1.中国科学院 工程热物理研究所，北京 100190；2.中国科学院大学，北京 100049)

0 引 言

我国是能源消耗大国，煤炭提供的能源占我国全部能源的58%，煤炭工业为我国经济发展提供了可靠的能源支撑。硫是煤中有害物质，煤燃烧释放的SO2不仅污染环境，危害人类健康[1]，还会造成锅炉设备的腐蚀、结渣，影响锅炉安全使用[2]。面对含硫气体带来的危害，国家提出了严格的治理要求，《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020)》[3]中对燃煤SO2排放量提出了低于35 mg/m3的要求。掌握煤中硫元素的转化规律，形成控制SO2排放的有效手段，一直是研究和关注的焦点。

煤中硫可分为有机硫和无机硫两大类。无机硫主要以块状黄铁矿(FeS2)和少量颗粒状的白铁矿(FeS2)形式存在，此外还有可能存在少量的磁铁矿(FeS8)、闪锌矿(ZnS)、方铅矿(PbS)等[4]。有机硫结构复杂、形态多样，是一系列含硫有机官能团的统称，主要分为2部分：一部分是可用有机溶剂抽提所得的含硫低分子化合物；另一部分是以C—S键结合在煤的基本结构单元(煤大分子骨架)上的有机硫[5]，其含硫官能团主要包括硫醇硫醚类(R-SH(R))、二硫醚，以及噻吩、砜类等[6]。有机硫属于可燃硫，燃烧过程中，除了自身形态发生分解和变迁，各种形态硫之间也存在相互转化[7]。Wang等[8]利用Py-MS在CO2气氛下进行了原煤和脱黄铁矿煤热解对比试验，发现500 ℃时原煤热解气检测到大量H2S，而脱黄铁矿煤热解气H2S含量极少，验证了硫元素从固相黄铁矿向气相的转化过程。Liu等[9]通过煤粉低温热解……