環(huán)境污染是人類社會在21世紀(jì)必將面臨的四大難題之一，空氣、水體和土地資源的污染越來越嚴(yán)重，不但影響了國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，甚至已威脅到人類的健康、智力乃至生存，因此全球各國近幾年都在尋找新的途徑和方法，以治理和解決環(huán)境污染問題。我國是一個發(fā)展中國家，經(jīng)濟水平和科技總體水平離國際發(fā)展水平仍有相當(dāng)差距，這就要求我國在科技發(fā)展特別是環(huán)保高科技發(fā)展上，需跟蹤國際前沿，與國際上同步開發(fā)未來可能應(yīng)用的高新技術(shù)。

      煤炭是世界能源的重要組成部分，我國是世界上最大的產(chǎn)煤國和煤消耗國，煤炭占我國一次能源的3/4，高硫煤儲量約占總儲量的1/3，并且高硫煤開采比例也逐年上升，而黃鐵礦硫約占總硫的60%。煤中通常含有0.25％～7%的硫，如我國西南地區(qū)煤平均含硫量為3.23%，西北地區(qū)為3.05%，中南地區(qū)為2.02%，華北地區(qū)為1.65%。煤炭中的硫分為可燃硫和不燃硫。不燃硫主要是硫酸鹽，可燃硫包括無機硫和有機硫?？扇剂蚪?jīng)燃燒生成SO2隨煙氣排入大氣，導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染，造成的經(jīng)濟損失每年達(dá)數(shù)百億元。據(jù)報道，1997年，我國的SO2年排放量已達(dá)2346萬噸，居世界第一位，62%的城市大氣SO2日平均濃度超過國家三級標(biāo)準(zhǔn)；全國酸雨區(qū)面積已占國土面積的30%，華中酸雨區(qū)酸雨頻率高達(dá)90%以上。《中國21世紀(jì)議程》中指出：“發(fā)展少污染的潔凈煤技術(shù)是中國政府履行國際公約、承擔(dān)相應(yīng)國際義務(wù)的重要方面，也是促進中國以煤為主的能源系統(tǒng)向環(huán)境無害的可持續(xù)發(fā)展的模式轉(zhuǎn)變的戰(zhàn)略組成部分。”可見潔凈煤是中國能源的未來。

      火力發(fā)電多以煤為燃料，而煤又是一種環(huán)境污染比較大、有害氣體排放多的燃料(據(jù)統(tǒng)計，全國煙塵排放量的70％、二氧化硫排放量的90％、氮氧化物的67％、二氧化碳的70％都來自于燃煤)；燃煤火力發(fā)電目前存在著兩個突出的環(huán)境保護問題：一是燃煤技術(shù)有待改善，煤的經(jīng)濟利用率要進一步提高；二是煤燃燒除釋放出熱量外，還會產(chǎn)生大量的煙塵、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染環(huán)境的排放物。合理調(diào)整各種能源的發(fā)電參數(shù)比例，通過技術(shù)進步提高燃煤電廠的煤炭利用效率；減少二氧化硫污染排放，將一次能源高效地轉(zhuǎn)換為潔凈的二次能源；把解決當(dāng)前燃煤造成的污染問題和電力供應(yīng)緊張問題有機地結(jié)合起來還很難。隨著能源應(yīng)用的多元化和環(huán)境對經(jīng)濟的影響，我國正逐步調(diào)整能源結(jié)構(gòu)。出于環(huán)保因素，國家電力公司將在未來10年內(nèi)推廣使用天然氣、風(fēng)電。北京、上海、青島、秦皇島、唐山等，都在規(guī)劃之中。另外，中國正研究風(fēng)能和太陽能的應(yīng)用，力爭把這兩種能源從科技產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為消費產(chǎn)品。風(fēng)能和太陽能占德國發(fā)電量的50%，荷蘭發(fā)電量的20%以上，在我國，這一比例還很低。現(xiàn)在火力發(fā)電必須上煙氣脫硫設(shè)施，然而實現(xiàn)煙氣脫硫會大大增加火力發(fā)電成本。那么對于電廠脫硫，到底還有沒有其他可以探索的方向呢？下面介紹幾種常見的脫硫方法：

    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、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫。

     煤炭燃燒后脫硫又稱煙道氣脫硫（Flue Gas Desulphurization，簡稱FGD），是指對燃燒后產(chǎn)生的氣體進行脫硫。按產(chǎn)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(zhì)又可分為濕式脫硫、干式脫硫和半干式脫硫；按脫硫劑的使用情況，可分為再生法和非再生法。FGD法技術(shù)上比較成熟，屬末端治理，經(jīng)過小試和中試已投入工業(yè)運行。盡管脫硫率可高達(dá)90%，但工藝復(fù)雜，運轉(zhuǎn)費用高，副產(chǎn)品難以處置。

     煤炭燃燒中脫硫（固硫）是在采用低溫沸騰床層燃燒（800～850℃）的過程中，向爐內(nèi)加入固硫劑如CaCO3、CaO或MgO等粉末，使煤中的硫轉(zhuǎn)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，而且固硫劑的磨制過程中需要消耗大量的能量，燃燒后增加了鍋爐的排灰量。采用該方法無法將所有的硫轉(zhuǎn)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(shù)目前尚不成熟，而且存在易結(jié)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(tài)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(yōu)勢，而且符合“預(yù)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(xué)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(zhì)（如表面性質(zhì)、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(zhì)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(xué)脫硫法是利用不同的化學(xué)反應(yīng)，將煤炭中的硫轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌螒B(tài)，而使它們從煤中分離出來。在眾多的化學(xué)脫硫方法中，目前經(jīng)濟技術(shù)效果較好的，且頗具應(yīng)用前景的主要是堿法脫硫和溶劑萃取脫硫工藝。新開發(fā)的溫和的化學(xué)脫硫法主要有輻射法、電化學(xué)法等。化學(xué)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(shù)化學(xué)脫硫法是在高溫、高壓和強氧化-還原條件下進行的，并使用不同氧化劑，故設(shè)備及操作費用顯著提高；二是由于在這樣的反應(yīng)條件下，煤的結(jié)構(gòu)、煤的粘結(jié)性被破壞，熱值損失大，因而使所凈化煤的用途受到了限制，難于在工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用。

    煤炭的生物脫硫法是由生物濕法冶金技術(shù)發(fā)展而來的，是在極其溫和的條件下（通常是溫度低于100℃、常壓），利用氧化-還原反應(yīng)使煤中硫得以脫除的一種低能耗的脫硫方法。它不僅生產(chǎn)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(guān)注。盡管煤炭生物脫硫目前還處于試驗階段，但它在經(jīng)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(nèi)目前對微生物煤炭脫硫研究較多的是脫除黃鐵礦硫，且僅限于試驗室小型試驗，對大規(guī)模培養(yǎng)微生物研究得較少，而微生物如何及時供應(yīng)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(nèi)尚處于起步階段。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。