環(huán)境污染是人類社會在21世紀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)未來可能應用的高新技術。

      煤炭是世界能源的重要組成部分，我國是世界上最大的產煤國和煤消耗國，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，導致了嚴重的環(huán)境污染，造成的經(jīng)濟損失每年達數(shù)百億元。據(jù)報道，1997年，我國的SO2年排放量已達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準；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90%以上?！吨袊?1世紀議程》中指出：“發(fā)展少污染的潔凈煤技術是中國政府履行國際公約、承擔相應國際義務的重要方面，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。合理調整各種能源的發(fā)電參數(shù)比例，通過技術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換為潔凈的二次能源；把解決當前燃煤造成的污染問題和電力供應緊張問題有機地結合起來還很難。隨著能源應用的多元化和環(huán)境對經(jīng)濟的影響，我國正逐步調整能源結構。出于環(huán)保因素，國家電力公司將在未來10年內推廣使用天然氣、風電。北京、上海、青島、秦皇島、唐山等，都在規(guī)劃之中。另外，中國正研究風能和太陽能的應用，力爭把這兩種能源從科技產品轉化為消費產品。風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?，F(xiàn)在火力發(fā)電必須上煙氣脫硫設施，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、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）是在采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(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?yōu)椴煌螒B(tài)，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(jīng)濟技術效果較好的，且頗具應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(shù)化學脫硫法是在高溫、高壓和強氧化-還原條件下進行的，并使用不同氧化劑，故設備及操作費用顯著提高；二是由于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，難于在工業(yè)上大規(guī)模應用。

    煤炭的生物脫硫法是由生物濕法冶金技術發(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。