1. 煤炭含硫量分布及变化预测
1.1
中国煤炭总体含硫不高，分布不均匀
煤是一种化石能源，煤中含硫极其普遍。近年来，出于对煤中含硫的关注和对商品煤硫分的普遍看法，社会上一般将硫分小于0.5％的煤称为低硫煤，硫分大于2％左右的为高硫煤。而现有的煤炭硫分分级仍沿用1994年颁布的国家标准[1]，该标准中将硫分小于1.0％的煤称为低硫煤，硫分大于3％的煤为高硫煤。为了表述之便，本文以实际硫分分段给予说明。
中国煤炭资源总体含硫不高，总平均硫分为0.9％，但不同地区煤的硫分分布不均匀，中南和西南地区的煤含硫较高，西南区硫分大于3％的高硫煤占全国该类煤的66％；西北、东北地区的煤一般含硫较低。高硫煤含硫加权平均为3.39%[2]。表1为按储量划分不同地区煤中平均硫分统计值[3]。
总体而言，不同牌号煤中炼焦煤硫分略高于动力煤。动力煤平均硫分为0.86％，其中变质程度较高的无烟煤、贫煤平均硫分高于1.2％，褐煤、长焰煤、不粘煤含硫普遍较低。炼焦煤平均硫分为1.04％，其中气煤和1/3焦煤硫分较低，焦煤、肥煤硫分较高[3]（见表2、3）。
1.2
品煤平均硫分有所降低，未来变化不会太大
图1是对100多个国有重点煤矿1998-2002年销售商品煤的平均硫分统计值变化。由图1可见，2001年以前商品煤硫分逐年有所降低，从1998年的0.84％降低至0.72％，2002年回升至0.75％（图1、图2、表4的基础数据来自“国有重点煤矿商品煤数质量统计资料汇编”中国煤炭加工利用协会，2004.3.）。
图2是按硫分划分的商品煤占商品煤总量的比例变化，硫分小于0.50％的低硫煤比例大约在30-40％之间变化，2000年以前逐年增加，2001年略有减少，但2002年又重新增大；硫分在0.51-1.00％的煤约占40-50％，2001年前逐年增加，但2002年比2001年又明显降低；硫分在1.01-2.00％的煤的比例在10-15％之间变化，2000年前呈降低趋势，2001年、2002年有所增加；硫分大于2.01％的煤占商品煤总量比例在10％以下，基本为逐年降低。
表4是对2002年106个国有重点煤矿销售商品煤按硫分分级别统计的数量，总体上看，商品煤以硫分小于1.00％的煤为主，合计为81.9％；硫分大于2.01％的煤仅占2.8％，与1995年的11.33%相比明显降低。
表4
2002年国有重点煤矿销售商品煤按硫分级别统计
影响未来商品煤硫分增加的因素有：
（1）
部分煤矿低硫煤储量减少，接续煤层的含硫量较高，随着开采深度增加，生产原煤硫分增高；
（2）
南方生产成本较高的高硫煤矿区，由于北方煤炭运费、价格增加，前几年限采的中高硫煤、高硫煤在部分地区生产量有可能提高；
（3）
用户装置了脱硫设备，有条件容忍燃烧含硫较高的煤，对商品煤硫分要求放宽；
（4）
煤炭市场紧张，供、需方均放松对硫分的控制。
影响未来商品煤硫分减少的因素有：
（1）
华北、西北的低硫分动力煤产量有较大幅度增长；
（2）
动力煤入选比例提高；
（3）
出于对污染的控制和环境保护，部分用户对降低煤硫分要求提高。
考虑资源状况和各方面因素的影响，特别是电力行业逐渐加大建设脱硫装备的力度，预计今后全国商品煤平均硫分不会有大的变化，大约维持在0.8-0.9％。
2. 煤炭利用方式与硫排放的分析
2.1
煤炭利用方式现状
2003年中国煤炭总产量16.67亿吨，消费总量15.79亿吨，其中电力、钢铁、建材、化工四大工业行业消费占83％[5]，民用估算为4.4％，其他行业约占13.3％（见表5）。
* 估算值
电力行业用煤基本全部作为燃料使用。钢铁行业部分用煤为炼焦原料煤，其余为燃料煤，如自备电站、供热等。化工用煤中约50％是气化原料煤，其余是燃料煤。建材用煤中部分为制取燃料气的气化原料煤，大部分作为燃料使用。在其他消费部门，除部分作为非钢铁行业炼焦的原料煤外，其余基本上作为燃料煤使用。
如果按燃料煤（各种方式燃烧）、原料煤（气化、炼焦为主）两大类划分，目前煤炭消费总量的85％约为燃料煤，15％约为原料煤。
2.2
煤炭利用与硫排放途径
自1995年以来，由于采取了限产高硫分煤可采，降低商品煤硫分、加强燃煤烟气净化等措施以及煤炭消费量变化等，全国SO2排放量基本呈现下降趋势（见图3），2002年煤炭消费总量1387Mt，与1995年的1377Mt相近，但SO2排放量降低约17％（由23.46Mt降低至19.48Mt）。
煤在一般燃烧过程中，所含硫分的绝大部分（约90％）生成SO2随烟道气排出，在加入脱硫剂的循环流化床锅炉中或其它燃烧过程中，有部分硫分转入炉渣，其余随烟道气排出。燃煤是SO2污染的主要来源。
在炼焦过程中，煤中的硫分有60-70％转入焦炭；焦炭在用于高炉冶炼时，所含硫分约有10-20％以SO2和H2S的形态随高炉煤气排出炉外[6]。炼焦过程中进入煤气的硫占煤中硫分的30-40％，主要以H2S的形式存在。该部分硫的去向与煤气利用途径、脱硫工艺以及脱硫剂的再生方法有关，有的情况下被脱除并转化为可利用的硫资源，有的情况下可能转入大气。炼焦时煤中硫分转入焦油中的比例很低。
在煤气化过程中，煤中硫分的大部分以H2S的形式进入煤气。当作为合成原料气时，必须用较严格的技术脱掉煤气中的硫并得到资源化利用。如作为燃料气，则硫的去向与脱硫工艺有关。
2.3
煤利用及硫排放量分析
按煤的使用方式分为发电、炼焦、气化以及其它燃烧几类，其中其它燃烧主要有中小型燃煤锅炉、燃煤工业窑炉和民用等。分析使用煤的不同类型特点并大致计算，各使用方面SO2排放比例如图3所示，发电燃煤排放SO2约占总排放量的50％，其他燃烧约占42％，炼焦和气化（包括后续产品利用和处理）分别约占5％和2％。
3. 燃煤SO2排放的治理
3.1
治理重点分析
2003年发电与供热燃煤占煤消费总量的50％以上，今后几年随着电力发展用煤量将以较大幅度增加，燃煤发电是SO2排放治理的重点。国内引进技术建设的示范工程采用了石灰石－石膏湿法、简易湿法、旋转喷雾干燥法、电子束法等技术。近年来湿法脱硫技术的国产化取得较大进展，建设成本显著降低，另外目前开发示范的还有活性焦干法、电子束法、同时脱硫、脱硝和硫资源化利用等技术。到2003年底，电力行业已投入和正在建设的燃煤机组安装FGD装置的约20GW。电力行业对新建电站提出同时配套安装FGD的要求，预计今后燃煤发电的SO2减排治理将进一步取得较大成果。另外，对目前运行或新建的较小容量的燃煤电站，特别是燃烧含硫较高的劣质煤的电站，需要加强对SO2排放的治理和监管。
中国目前有约530k台中小型锅炉，其中约80-85％为燃煤。每年新增中小型锅炉30-40k台，燃煤锅炉约占75％。中小型燃煤锅炉每年消费煤炭300Mt以上，SO2排放量约占总排放量的20％以上，是电站燃煤以外的主要污染源。中小型燃煤锅炉主要用于工业供热和北方冬季取暖，分布广，布局散，污染治理和监测、管理难度大，且大多为低空排放，其烟尘和SO2的污染危害突出，特别在一些工业城市已成为城市空气污染的主要来源。目前中小型锅炉的SO2基本处于无控制排放，减排是今后需要加强的重点。
燃煤工业窑炉包括了建材、化工、冶金、机械等各个工业行业的窑炉，其技术类型很多，与燃煤有关的如烧制耐火材料的窑炉、玻璃窑炉、水泥焙烧窑、陶瓷窑炉、矿粉烧结窑炉等，在没有任何减排控制的情况下，该类窑炉排放SO2的情况与中小型工业锅炉类似，也是需要关注并应给予治理。
民用燃煤虽然占煤炭消费总量比例较低，但由于是贴近地面排放，在有的城市和地区，对当地环境和居民造成的污染和危害并不低于其它燃煤方式。
3.2
对非电力燃煤减排SO2的途径讨论
目前，对电力燃煤的减排SO2技术已有较多技术引进，并加强了国产化技术开发和工业应用，今后的工作是针对中国不同地区特点，注重脱硫、脱氮以及硫的资源化利用技术的一体化开发和应用，加强技术推广和应用。
针对中小型燃煤锅炉、燃煤工业窑炉特点，可采取以下技术途径减少SO2的排放：
（1）
选择含硫低、适合燃煤装备要求的优质煤作为燃料，将含硫较高、质量较差的煤供给工业上相对容易实施脱硫技术的电站、大型供热厂等作燃料；
（2）
对布局分散的中小型燃煤锅炉和工业窑炉用户，按区域实行煤炭集中加工，如动力煤配合、筛分、型煤加工、加入脱硫剂等，并按照用户燃煤的技术需求进行配送和供应；
（3）
结合锅炉、窑炉燃煤热效率提高等技术改造，在节能的同时实现减排；
（4）
开发新型高效锅炉，通过提高炉内脱硫效率和节能实现减排SO2；
（5）
开发适合分散燃煤、管理和操作简便的小型烟气脱硫技术，如分散脱硫、集中进行脱硫剂再生的干法脱硫技术；
（6）
在有条件的地区采用集中供热，减少中小型燃煤锅炉数量，对大型锅炉安装脱硫装置；
（7）
加强锅炉、窑炉用煤及排放的监测和管理；
（8）
设立区域能源技术社会服务专业企业，为分散、小型燃煤用户进行技术服务。
对无条件改变燃料结构（改烧煤气、天然气、液化石油气等）的民用燃煤地区，需要参照上述针对中小型燃煤锅炉、工业窑炉的技术途径和措施，达到实现相对洁净燃煤的效果，如采用无烟型煤、炉灶改造等。民用燃煤方面，特别需要关注产煤地区城乡居民集中区域的减排SO2问题。
4. 结语
中小型燃煤锅炉和工业窑炉是继电站之后的主要SO2污染源，也应该是今后减排SO2的治理重点，需要引起注意。
中小型燃煤锅炉和燃煤工业窑炉减排SO2是中国特有的环境保护问题，国际上可借鉴的技术和经验较少，同时也是涉及多个方面的系统问题。
国内对中小型燃煤锅炉和燃煤工业窑炉已做过大量节能提效、污染治理等工作，但目前存在问题较多，考虑不同区域在技术、经济、环境等方面发展不平衡，对减排和治理的要求也不相同，需要结合技术改造和新技术开发、利用的可行性，将提高效率、治理烟尘和SO2污染结合起来，分层次、分地区、分步骤达到洁净燃煤、综合治理、保护环境的目的。
参考文献：
[1]
张振勇，李文化等．《煤的配合加工与利用》．中国矿业大学出版社，2000.8，72
[2]
陈鹏等．《中国煤炭性质、分类和利用》．化学工业出版社，2001，401
[3]
张振勇等．《煤的配合加工与利用》．中国矿业大学出版社，2000.8，53－55
[4]
朱德仁．“中国煤炭工业的现状、挑战和改革”．2004年第二届中国炼焦技术及焦炭市场国际大会，2004年6月，36－42
[5]
潘伟尔．“煤炭经济运行：2003年评析与2004年预测” ．中国煤炭，2003.3.19－21
苏宜春．《炼焦工艺学》．冶金工业出版社，1994.5，5、83 | 
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