煤炭中硫在焦化過程中的反應(yīng)機理頗為復雜,有機硫中的一部分轉(zhuǎn)化成?H2S、COS、CH3?S?H、CH3SCH3等氣態(tài)、液態(tài)物質(zhì)進入焦爐氣和焦油中,還有一部分以雜環(huán)硫形態(tài)存在于焦炭中。煤中的黃鐵礦,在煤焦化過程中,分解析出單質(zhì)硫,其中一部分和煤的有機質(zhì)反應(yīng)而形成H2S:剩下的Fes則成為焦炭的灰組成之一。煤中的石膏能和煤在焦化過程中裂解出的H2反應(yīng)而形成Cas,成為焦炭灰的組成: 煤炭化驗設(shè)備
CaSO4?2H2O+4H2→CaS+6H2O
數(shù)據(jù)表明,煤在焦化過程中約有80%的硫轉(zhuǎn)入焦炭中,只有20%左右進入煤氣和焦油中。在高爐中的爐料又有80%的硫來自焦炭。當焦炭中的硫分增大時,由于它是酸性物質(zhì),在高爐中,就需要提高爐渣的堿度而增大排渣量。這樣就降低了高爐能力及冶煉強度,同時還提高了焦比。
通常焦炭中的硫每增高0.1%,焦比就要增高1.5%左右,高爐能力降低2~2.5%,石灰石用量增加約2%,同時還降低了生鐵的質(zhì)量。當鋼錠中的硫分大于0.07%時即成廢品。因此煉焦用配煤的硫分不宜超過1.2%。單煤硫分除肥煤可以稍高（2~2.5%)外,氣煤的硫分應(yīng)低于1%,瘦煤的硫分應(yīng)低于1.5%。但煉制化工用焦的精煤硫分也可提高到2%左右,因為用焦炭造氣時,煤氣中的含硫化合物較易脫除。
由于煤的氣化過程是先使一部分煤在空氣中燃燒形成CO2、H2O,然后CO2和H2O在高溫下被未燃盡的煤還原為CO和H2(也有部分為CH4),因而煤中的硫(有機硫和硫鐵礦硫)也會被氧化成SO2,但有一部分黃鐵礦則按下式反應(yīng):
FeS2+H2O→FeO+H2S+S
煤中的有機硫形成H2S;有機硫高的煤還能析出硫醇、硫醚和硫茚等。硫*鹽則被氫氣還原為CaS,即
CaSO4+4H2→CaS+4H2O
煤的加氫液化過程,實質(zhì)上是煤的還原過程。因而煤中的硫也被還原,即有機硫幾乎都被轉(zhuǎn)化為H2S。黃鐵礦在煤的液化過程中還能起催化作用,使液化加速而其自身還原成H2S釋出。因此,在煤的加氫液化過程中,幾乎所有的硫都被還原成H2S析出而消耗氫。
