Ⅰ 如何把硫從煤炭中分離出來
煤中硫的脫除方法
按照脫硫工序在煤炭利用過程中所處階段的不同，煤碳脫硫可以分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒後脫硫。
煤炭燃燒後脫硫又稱煙道氣脫硫（Flue Gas Desulphurization，簡稱FGD），是指對燃燒後產生的氣體進行脫硫。按產物是否回收，煙道氣脫硫可分為拋棄法和回收法；按照脫硫過程的干濕性質又可分為濕式脫硫、乾式脫硫和半乾式脫硫；按脫硫劑的使用情況，可分為再生法和非再生法。FGD法技術上比較成熟，屬末端治理，經過小試和中試已投入工業運行。盡管脫硫率可高達90%，但工藝復雜，運轉費用高，副產品難以處置。
煤炭燃燒中脫硫（固硫）是在採用低溫沸騰床層燃燒（800～850℃）的過程中，向爐內加入固硫劑如CaCO3、CaO或MgO等粉末，使煤中的硫轉化成硫酸鹽，隨爐渣排出，可脫除50%-60%的硫。其脫硫效率受到溫度的限制，而且固硫劑的磨製過程中需要消耗大量的能量，燃燒後增加了鍋爐的排灰量。採用該方法無法將所有的硫轉化成硫酸鹽，只能在一定程度上降低煙氣中的硫含量，不能從根本上解決煙氣的污染問題。此技術目前尚不成熟，而且存在易結渣、磨損和堵塞等難題，成本高。
煤炭燃燒前脫硫是在煤炭燃燒前就脫去煤中硫分，避免燃燒中硫的形態改變，減少煙氣中硫的含量，減輕對尾部煙道的腐蝕，降低運行和維護費用。燃燒前脫硫較之另兩種脫硫工藝有許多潛在的優勢，而且符合「預防為主」的方針。因為眾多家庭用煤、中小鍋爐用煤量大，來源不一，不易控制，而在選煤廠就把硫脫除到一定范圍，從源頭進行控制。所以，燃燒前脫硫具有重要意義。
煤炭的燃燒前脫硫可以分為物理脫硫法、化學脫硫法和生物脫硫法等。
物理脫硫法利用煤和黃鐵礦的性質（如表面性質、密度、電及磁性等）差異而使它們分離，包括重選、浮選、磁分離、油團聚等方法。該方法工藝較簡單，投資少，可以脫除50％左右的黃鐵礦，而對煤質中高度分散的黃鐵礦作用不大，且不能脫除煤炭中的有機硫。
化學脫硫法是利用不同的化學反應，將煤炭中的硫轉變為不同形態，而使它們從煤中分離出來。在眾多的化學脫硫方法中，目前經濟技術效果較好的，且頗具應用前景的主要是鹼法脫硫和溶劑萃取脫硫工藝。新開發的溫和的化學脫硫法主要有輻射法、電化學法等。化學脫硫方法雖然能脫除無機硫和一部分有機硫，但有兩個致命缺點，一是大多數化學脫硫法是在高溫、高壓和強氧化-還原條件下進行的，並使用不同氧化劑，故設備及操作費用顯著提高；二是由於在這樣的反應條件下，煤的結構、煤的粘結性被破壞，熱值損失大，因而使所凈化煤的用途受到了限制，難於在工業上大規模應用。
煤炭的生物脫硫法是由生物濕法冶金技術發展而來的，是在極其溫和的條件下（通常是溫度低於100℃、常壓），利用氧化-還原反應使煤中硫得以脫除的一種低能耗的脫硫方法。它不僅生產成本低，而且不會降低煤的熱值，還能脫除煤中有機硫，從而引起了世界各國的廣泛關注。盡管煤炭生物脫硫目前還處於試驗階段，但它在經濟上很有競爭力，是一種很有前途的煤炭燃燒前脫硫方法。
國內目前對微生物煤炭脫硫研究較多的是脫除黃鐵礦硫，且僅限於試驗室小型試驗，對大規模培養微生物研究得較少，而微生物如何及時供應也是影響煤炭脫硫的一個重要方面，對脫除有機硫的研究國內尚處於起步階段。國外對微生物脫除煤中硫的研究，不僅進行了脫除黃鐵礦硫的研究工作，在有機硫的脫除方面也取得了很大進展。
目前，常用的生物脫硫的方法有浸出法、表面氧化法和微生物絮凝法[7-9]等。
（1）生物浸出脫硫
生物浸出法就是利用微生物的氧化作用將黃鐵礦氧化分解成鐵離子和硫酸，硫酸溶於水後將其從煤炭中排除的一種脫硫方法。具體方法是將含有微生物的水浸透在煤中，實現微生物脫硫。
劉生玉、印海南等認為，FeS2脫除的基本反應[27-29]如下（下面反應都是在氧化酶的參與下進行的）：
2 FeS2 + 7O2+2H2O → 2FeSO4 + 2H2SO4 （1）
2FeSO4 + 0.5 O2+ H2SO4 → Fe2（SO4）3 +2 H2O （2）
FeS2 + Fe2（SO4）3 → 3FeSO4 + 2S （3）
2S + 3O2 + 2H2O → 2H2SO4 （4）
生物浸出脫硫目前常用的反應方式有堆浸法和漿態床流動法。堆浸法只需在煤堆上撒上含有微生物的水，通過水浸透，在煤中實現微生物脫硫，生成的硫酸在煤堆底部收集，從而達到脫硫的目的。漿態床流動法是將煤粉碎後與細菌、營養介質一起置於反應器內，在通氣條件下進行煤的脫硫。
該法研究歷史較長，技術較成熟。優點是裝置簡單、經濟、不受場地限制、處理量大等。由於是將煤中硫直接代謝轉化，當採用合適的微生物時，還能同時處理無機硫和有機硫，理論上有很大應用價值。其缺點是處理時間較長，一般需要數周；浸出的廢液容易造成二次污染。
（2）微生物表面處理法
即表面改性浮選法。這是一種將微生物技術與選煤技術結合起來，開發出的一種微生物浮選脫硫技術。該法是將煤粉碎成微粒，與水混合，在其懸浮液下通入微細氣泡，使煤和黃鐵礦表面均附著氣泡，在空氣和浮力作用下，煤和黃鐵礦一起浮到水面。但是，如果將微生物加入懸浮液中，由於微生物在黃鐵礦表面，使黃鐵礦表面由疏水性變成親水性。與此同時微生物卻難以附著在煤粒表面，所以煤表面仍保持疏水性。這樣煤粒上浮，而黃鐵礦則下沉從而將煤和黃鐵礦分離，達到煤炭中脫除黃鐵礦的目的。
該法優點是處理時間短，當採用對黃鐵礦有很強專一性的微生物（如氧化亞鐵硫桿菌）時，能在數秒鍾之後就起作用，抑制黃鐵礦上浮，整個過程幾分鍾就完成，脫硫率較高。該法缺點是煤炭回收率較低。
（3）微生物絮凝法
利用一種本身疏水的分歧桿菌的選擇性吸附作用，在煤漿中有選擇地吸附在煤表面，使煤表面的疏水性增強，結合成絮團，而硫鐵礦和其它雜質吸附細菌，仍分散在礦漿中，從而實現脫硫。該法較新，應用較少，還有待於進一步研究和推廣。