馬玉川，楊 頌，陳麗麗，趙 聰，劉守軍，杜文廣，上官炬

(太原理工大學(xué) a.煤科學(xué)與技術(shù)教育部和山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，b.化學(xué)化工學(xué)院，太原 030024)

我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費(fèi)國。作為煤炭資源組成部分的褐煤占我國煤炭資源總儲(chǔ)量的16%(約1 303億t)，主要分布在華北地區(qū)，以內(nèi)蒙古東部靠近東北三省地區(qū)儲(chǔ)量最多[1]。在褐煤燃燒利用過程中，會(huì)產(chǎn)生有害污染物(二氧化硫、硫酸鹽顆粒物等)，這些污染物必然引起環(huán)境污染和其他危害[2]。因此，褐煤的清潔燃燒就成為煤潔凈技術(shù)的組成部分，也成為實(shí)現(xiàn)廉價(jià)煤炭資源可持續(xù)發(fā)展、解決大氣污染的主要措施[3]。熱解作為一種重要的煤潔凈技術(shù)處理過程，不僅可實(shí)現(xiàn)煤的分級(jí)利用，提高產(chǎn)品附加值，而且減少了原料中污染物向大氣的排放[4]。將廉價(jià)易得的褐煤原料通過熱解制備成民用潔凈燃料——綠焦，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

為了獲取民用低硫潔凈半焦，有必要對(duì)褐煤熱解過程中的硫釋放規(guī)律進(jìn)行研究。么秋香等[5]通過測(cè)定西北地區(qū)某高硫煤的形態(tài)硫含量，探究了熱解溫度和停留時(shí)間對(duì)硫遷移的規(guī)律的影響。高洪亮等[6]研究了廣西合山煤熱解過程中工藝條件對(duì)硫遷移的影響，指出熱解停留時(shí)間與半焦中硫含量有密切關(guān)系，延長熱解時(shí)間將會(huì)強(qiáng)化含硫氣體與煤中礦物質(zhì)之間的相互作用。馮盛丹等認(rèn)為在煤熱解過程中發(fā)生了不同形態(tài)硫的轉(zhuǎn)化：低溫段硫鐵礦發(fā)生分解反應(yīng)，并部分轉(zhuǎn)化為H2S進(jìn)入熱解氣中；高溫段大部分硫轉(zhuǎn)化為噻吩等穩(wěn)定的有機(jī)硫化物固定在煤焦中，較難脫除[7]。由上可見，目前研究主要集中在高硫、高階煤種，對(duì)于低階、低硫煤種的研究相對(duì)較少。褐煤為低階、低硫煤種，原料成本較低、揮發(fā)分含量較高，通過熱解處理得到低硫、潔凈半焦就成為褐煤潔凈利用的一個(gè)新途徑。

本文選擇儲(chǔ)量豐富的中、低硫褐煤作為研究對(duì)象，考察不同工藝條件對(duì)褐煤熱解過程中硫遷移規(guī)律的影響，以便為民用低硫潔凈褐煤半焦生產(chǎn)工藝提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 樣品及制備

本文選用內(nèi)蒙古錫林郭勒盟褐煤為實(shí)驗(yàn)研究用煤。將褐煤破碎、研磨并篩分，得到一定煤粒粒徑的樣品。實(shí)驗(yàn)用褐煤工業(yè)分析及元素分析見表1，總硫及形態(tài)硫分析見表2.

由表1可以看出，實(shí)驗(yàn)用褐煤揮發(fā)分及總硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為39.16%，1.30%，說明該褐煤屬于高揮發(fā)分、中低硫煤種。

由表2可知：褐煤中的硫以有機(jī)硫(So)為主，占總硫的73.08%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))；其次為黃鐵礦硫(Sp)，占總硫的22.31%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))；硫酸鹽硫(Ss)含量最少，占總硫的4.61%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

表3為褐煤的灰分分析?？梢钥闯?，褐煤中惰性組分SiO2的含量最高，其次為Al2O3和CaO.

表1 原料褐煤工業(yè)分析及元素分析結(jié)果Table 1 Proximate and ultimate analysis of raw lignite

表2 褐煤總硫及各形態(tài)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 2 Content of total sulfur in raw lignite and ratio of various forms of sulfur in total sulfur

表3 褐煤灰分分析Table 3 Ash analysis of lignite

1.2 中低溫?zé)峤鈱?shí)驗(yàn)

采用高溫管式爐進(jìn)行褐煤熱解實(shí)驗(yàn)。稱取5 g煤樣置于石英灰皿中，將煤樣連同灰皿一起放入剛玉托盤中，關(guān)閉爐口。以不同的升溫速率(10， 20，30，40 ℃/min)從室溫升至給定溫度，在500，600，700，800 ℃等4個(gè)給定溫度下分別進(jìn)行中低溫?zé)峤?，并維持一定的恒溫?zé)峤鈺r(shí)間(30，60，90，120 min).熱解產(chǎn)生的液體產(chǎn)物經(jīng)過冷阱后停留在液體收集器中，熱解氣體產(chǎn)物經(jīng)過冷阱后進(jìn)入氣體收集袋中。熱解實(shí)驗(yàn)完成后，將固體產(chǎn)物在30 mL/min的N2氣氛保護(hù)下冷卻至室溫。

熱解后褐煤脫硫率的計(jì)算公式如下：

式中：η為褐煤脫硫率，%；m0為煤樣質(zhì)量，g；m為熱解后半焦質(zhì)量，g；w(St,lignite)為煤樣中總硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)；w(St,coke)為熱解后半焦中總硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.3 分析表征方法

1.3.1物相分析

采用DX-2700x型X-射線衍射儀(XRD)對(duì)褐煤原煤及半焦樣品進(jìn)行物相分析。測(cè)試條件為：Cu Kα射線，波長λ=0.154 184 nm，石墨單色管，管電壓40 kV，管電流30 mA，掃描速率4(°)/min；采用步進(jìn)掃描方式，步長0.03°，掃描范圍5°～85°.

1.3.2表面元素分析

采用美國Thermo VG公司的ESCALAB 250型X射線光電子能譜儀(XPS)對(duì)褐煤及半焦樣品表面元素組成進(jìn)行分析。測(cè)試條件為：Al Kα X射線激發(fā)源，功率150 W(管電壓15 kV，管電流10 mA).

1.3.3硫含量的測(cè)定

使用智能快速定硫儀(YX-DL8300)對(duì)煤及半焦樣品中總硫含量進(jìn)行測(cè)定。采用煤中形態(tài)硫測(cè)定方法(GB/T 215-2003)來測(cè)定有機(jī)硫和無機(jī)硫的含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 熱解溫度對(duì)褐煤硫釋放的影響

2.1.1溫度對(duì)脫硫率及半焦中總硫含量的影響

在升溫速率為10 ℃/min、熱解恒溫時(shí)間為60 min的條件下，分別測(cè)定了熱解溫度為500，600，700，800 ℃時(shí)制得的褐煤半焦中總硫含量及褐煤脫硫率，結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同熱解溫度下半焦中總硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)及褐煤脫硫率Fig.1 Content of total sulfur in semi-coke and desulfurization at different pyrolysis temperatures

從圖1可以看出：隨著熱解溫度的升高，褐煤半焦中的總硫含量呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢(shì)，700 ℃時(shí)半焦中總硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低(0.98%)；脫硫率則呈現(xiàn)出先升高后下降的趨勢(shì)，700 ℃時(shí)脫硫率最大(67%).上述現(xiàn)象是褐煤中不同形態(tài)硫熱分解溫度、煤中礦物質(zhì)及有機(jī)碳骨架綜合影響的結(jié)果。在700 ℃以下，無機(jī)黃鐵礦硫和一些易分解的有機(jī)硫如硫醇、硫醚等優(yōu)先分解；而溫度升至800 ℃時(shí)，高溫下煤中礦物質(zhì)和有機(jī)碳骨架的固硫作用導(dǎo)致了半焦中總硫含量的增加[8]。此外，高溫下煤的孔壁塌陷導(dǎo)致煤基結(jié)構(gòu)改變，阻礙了硫的進(jìn)一步釋放[9]。

2.1.2溫度對(duì)半焦中有機(jī)硫和無機(jī)硫含量的影響

為進(jìn)一步分析熱解過程中的硫釋放，重點(diǎn)測(cè)試了半焦樣品中無機(jī)硫和有機(jī)硫含量及對(duì)應(yīng)的熱解脫硫率，結(jié)果如表4所示。

表4 不同溫度下半焦中有機(jī)硫、無機(jī)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其脫除率Table 4 Proportion of organic and inorganic sulfur in semi-coke and its desulfurization at different temperatures

從表4可以看出：隨著熱解溫度的升高，半焦中有機(jī)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化與總硫的趨勢(shì)相同，即呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì)，在700 ℃時(shí)達(dá)到了最低值(0.65%)；而無機(jī)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化趨勢(shì)則不同，其最低值(0.30%)對(duì)應(yīng)的熱解溫度提前到600 ℃.當(dāng)溫度繼續(xù)升高至800 ℃時(shí)，H2S與堿性物質(zhì)的固硫作用導(dǎo)致了無機(jī)硫含量的增加。對(duì)于有機(jī)硫而言，溫度升高后，H2S與有機(jī)質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。ZHOU et al[10]在脫灰焦中通入H2S并進(jìn)行熱解，發(fā)現(xiàn)在800 ℃下出口H2S濃度最低，并認(rèn)為H2S與有機(jī)質(zhì)反應(yīng)生成了噻吩硫。最佳熱解溫度700 ℃時(shí)，有機(jī)硫和無機(jī)硫脫除率分別為66.3%和69.1%.

2.1.3褐煤半焦中形態(tài)硫的含量

通過化學(xué)分析法(形態(tài)硫測(cè)定方法)和XPS法分別測(cè)定熱解褐煤半焦中各形態(tài)硫含量。無機(jī)形態(tài)硫主要為黃鐵礦硫(Sp)、硫化物硫(Ssulfide)及硫酸鹽硫(Ss)，而有機(jī)形態(tài)硫(So)主要為噻吩、硫醇及硫醚?；瘜W(xué)分析法測(cè)定的結(jié)果見表5.

對(duì)表5進(jìn)行分析，可以得出：在熱解溫度700 ℃以下時(shí)，黃鐵礦和不穩(wěn)定有機(jī)硫大量分解形成活性硫，活性硫與有機(jī)物熱解產(chǎn)生的游離氫自由基反應(yīng)形成的氣態(tài)硫化物進(jìn)入到氣相中；在800 ℃時(shí)，由于缺乏活性氫自由基，游離硫自由基與有機(jī)物或堿性礦物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，形成的硫化合物不易釋放，滯留在半焦中。

表5 化學(xué)分析法測(cè)定的不同溫度下褐煤半焦中各形態(tài)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 5 Determined morphological sulfur content in semi-coke at different temperatures by chemical analysis

由XPS測(cè)定的褐煤半焦形態(tài)硫歸屬結(jié)果如圖2所示，形態(tài)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表6所示。顯然，熱解溫度700 ℃以下時(shí)，有機(jī)硫是半焦中硫的主要成分，存在形式主要為噻吩和砜類；600 ℃時(shí)噻吩和砜類在總硫中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)75.99%.隨著熱解溫度的提高，半焦中有機(jī)硫含量明顯下降，800 ℃時(shí)有機(jī)硫在總硫中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至33.30%.無機(jī)硫主要存在形式為硫化物硫和硫酸鹽硫；熱解溫度700 ℃以下時(shí)以硫酸鹽硫?yàn)橹鳎辉?00 ℃以上時(shí)硫化物硫急劇增加，其原因是煤中固有的堿性礦物與含硫氣體發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生大量的無機(jī)硫。如圖3所示，在熱解達(dá)到700 ℃以后，半焦中出現(xiàn)了CaS.眾所周知，XPS分析法主要測(cè)定表面元素組成；與化學(xué)分析法測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比較，進(jìn)一步表明隨著熱解反應(yīng)的進(jìn)行，體相硫更多地向固體表面遷移。

圖2 不同熱解溫度下半焦中硫元素XPS譜圖Fig.2 XPS spectra of sulfur in semi-coke at different pyrolysis temperatures

Pyrolysis temperature/℃Content of morphological sulfur in semi-coke w/%SulfideAliphatic sulfideThiophenicSulfoxideSulfoneSulfate5004.140.0036.0523.159.0327.626002.700.0040.5018.2317.2621.2470034.340.0016.247.1317.4118.6180043.900.0020.007.026.2822.80

2.2 熱解升溫速率對(duì)褐煤硫釋放的影響

2.2.1升溫速率對(duì)脫硫率與半焦中總硫含量的影響

在熱解溫度為700 ℃條件下，在快速熱解裝置上考察10，20，30，40 ℃/min等4個(gè)不同熱解升溫速率時(shí)褐煤半焦中的硫含量。不同升溫速率下半焦中總硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)及褐煤脫硫率見圖4。

圖3 褐煤及不同熱解溫度下褐煤半焦XRD譜圖Fig.3 XRD spectra of raw lignite and semi-coke prepared at different pyrolysis temperatures

圖4 不同升溫速率下半焦中總硫含量及脫硫率Fig.4 Content of total sulfur in semi-coke and desulfurization at different heating rates

從圖4可以看出：當(dāng)升溫速率從10 ℃/min升至40 ℃/min時(shí)，褐煤半焦中的硫含量逐漸增加；脫硫率則呈現(xiàn)出相反的趨勢(shì)，升溫速率為40 ℃/min時(shí)脫硫率最低。這是由于過快的升溫速率帶來的熱傳遞使煤內(nèi)外受熱不均勻，煤中內(nèi)部低溫釋放的含硫氣體還未及時(shí)排除就與煤中外部物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，減少了煤中含硫氣體的氣相擴(kuò)散，增加了含硫化合物二次反應(yīng)。所以，過高的升溫速率不利于硫的脫除。

2.2.2升溫速率對(duì)半焦中有機(jī)硫和無機(jī)硫含量的影響

為進(jìn)一步分析熱解過程中升溫速率對(duì)硫釋放的影響，重點(diǎn)測(cè)試了半焦樣品中無機(jī)硫和有機(jī)硫含量及對(duì)應(yīng)的熱解脫硫率，結(jié)果如表7所示。

由表7可以看出，半焦中有機(jī)硫含量隨著升溫速率的增加而逐漸增加，而無機(jī)硫含量則逐漸下降。這主要是因?yàn)闊峤忉尫诺腍2S與煤中有機(jī)質(zhì)的反應(yīng)程度隨著溫度的增加而不斷增加[10]，過快的升溫速率縮短了達(dá)到高溫時(shí)所需的時(shí)間，提高了低溫釋放的H2S氣體與高溫焦炭的接觸時(shí)間，增加了穩(wěn)定有機(jī)硫的生成。

升溫速率的增加沒有改變硫轉(zhuǎn)化的本質(zhì)，但影響到硫轉(zhuǎn)化的程度，使得硫化物向復(fù)雜有機(jī)硫的轉(zhuǎn)化變快?？傊^高的加熱速率并不能脫除更多的硫[11]。

表7 不同升溫速率下半焦中有機(jī)硫和無機(jī)硫=質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其脫除率Table 7 Proportion of organic and inorganic sulfur in semi-coke and its desulfuriation at different heating rates

2.3 熱解恒溫時(shí)間對(duì)褐煤硫釋放的影響

2.3.1恒溫時(shí)間對(duì)脫硫率與半焦中總硫含量的影響

在熱解溫度為700 ℃、升溫速率為10 ℃/min的條件下，考察了熱解恒溫時(shí)間(30， 60，90，120 min)對(duì)褐煤熱解過程中硫釋放的影響。不同熱解恒溫時(shí)間下半焦中總硫含量及褐煤脫硫率見圖5。

圖5 不同恒溫時(shí)間下半焦中總硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)及褐煤脫硫率Fig.5 Content of total sulfur in semi-coke and desulfurization under different holding time

由圖5可知，最佳熱解停留時(shí)間為60 min，此時(shí)半焦中總硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.98%，脫硫率達(dá)到58.9%.停留時(shí)間過短，煤熱解不充分，煤中含硫化合物未能分解完全。隨著熱解反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行，熱解脫硫由氣膜擴(kuò)散或化學(xué)反應(yīng)控制轉(zhuǎn)變?yōu)榛覍訑U(kuò)散控制，故在一定溫度下適當(dāng)延長反應(yīng)時(shí)間，有利于含硫化合物的分解擴(kuò)散和逸出，提高脫硫率[11]。但是，熱解時(shí)間過長，含硫氣體的停留時(shí)間增加，進(jìn)而增加了含硫化合物與半焦的反應(yīng)，從而增加了半焦中硫含量，降低了脫硫率[12]。同時(shí)，熱解時(shí)間過長，揮發(fā)分損失過大，導(dǎo)致所得半焦的品質(zhì)和產(chǎn)量下降。

2.3.2恒溫時(shí)間對(duì)半焦中有機(jī)硫和無機(jī)硫含量的影響

為進(jìn)一步分析熱解過程中恒溫時(shí)間對(duì)硫釋放的影響，重點(diǎn)測(cè)試了半焦樣品中無機(jī)硫和有機(jī)硫含量及對(duì)應(yīng)的熱解脫硫率，結(jié)果如表8所示。

從表8可以看出：在700 ℃下，隨著熱解恒溫時(shí)間的延長，煤中有機(jī)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸減少，在120 min時(shí)達(dá)到最低值(0.61%)；說明熱解恒溫時(shí)間越長，有機(jī)硫分解越充分。而無機(jī)硫卻不同，當(dāng)熱解停留時(shí)間為30 min時(shí)，煤中無機(jī)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到最低值(0.26%)；隨著時(shí)間延長，無機(jī)硫含量增加并趨于穩(wěn)定。這是因?yàn)闊o機(jī)黃鐵礦分解溫度較低，在低于700 ℃時(shí)基本分解完全，而其分解產(chǎn)物FeS很穩(wěn)定；進(jìn)一步分解需高溫(>1 400 ℃)或高壓下加氫熱解，才能釋放出少量的硫[13]。從圖3中不同熱解終溫下的XRD譜圖來看，在700 ℃下煤中堿性物質(zhì)開始發(fā)生分解并生成固硫產(chǎn)物CaS，這是引起無機(jī)硫增加的另一個(gè)原因。同時(shí)，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，煤中氣固相反應(yīng)增加，增大了無機(jī)硫生成概率。所以，停留時(shí)間的延長不利于煤中無機(jī)硫的脫除。

表8 不同恒溫時(shí)間下半焦中有機(jī)硫和無機(jī)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其脫除率Table 8 Proportion of organic and inorganic sulfur in semi-coke and its desulfuriation at different holding time

2.4 煤粒粒徑對(duì)褐煤熱解硫釋放的影響

2.4.1煤粒粒徑對(duì)脫硫率及半焦中總硫含量的影響

在熱解溫度為700 ℃、升溫速率為10 ℃/min、恒溫時(shí)間為60 min的條件下，考察了煤粒粒徑分別為0.0～0.2 mm，1.0～2.0 mm，2.0～3.0 mm，3.0～5.0 mm時(shí)褐煤熱解過程中硫釋放的情況。不同煤粒粒徑時(shí)半焦中總硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)及脫硫率見圖6.

圖6 不同煤粒粒徑時(shí)半焦中總硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)及褐煤脫硫率Fig.6 Content of total sulfur in semi-coke and desulfurization under different lignite particle size

由圖6可以看出：隨著熱解煤粒粒徑的增加，半焦中總硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增加；當(dāng)煤粒粒徑≤0.2 mm時(shí)煤熱解后半焦中總硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低(0.98%)，對(duì)應(yīng)的煤中硫脫除率為58.7%.當(dāng)煤粒粒徑為3～5 mm時(shí)，半焦中總硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.44%.這說明粒徑的增加不利于煤中硫的脫除。

2.4.2煤粒粒徑對(duì)半焦中有機(jī)硫和無機(jī)硫含量的影響

為進(jìn)一步分析熱解過程中煤粒粒徑對(duì)硫釋放的影響，重點(diǎn)測(cè)試了半焦樣品中無機(jī)硫和有機(jī)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)及對(duì)應(yīng)的熱解脫硫率，結(jié)果如表9所示。

表9 不同煤粒粒徑下半焦中有機(jī)硫、無機(jī)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其脫除率Table 9 Proportion of organic and inorganic sulfur in semi-coke and its desulfurization under different coal particle sizes

由表9可以看出，半焦中有機(jī)硫與無機(jī)硫含量隨煤粒粒徑的變化趨勢(shì)一致：粒徑越小，越有利于煤中硫的脫除。較小的煤粒粒徑會(huì)導(dǎo)致游離晶體或黃鐵礦聚集體的大量增加，在熱解過程中更容易在焦炭中形成低硫Fe-S相，有利于黃鐵礦硫的脫除[14]；同時(shí)，較小的煤粒粒徑一方面促進(jìn)了氫與硫的充分結(jié)合，另一方面減少了氣相的二次反應(yīng)。而煤樣粒度過大，阻礙了氫氣與煤粒的充分接觸，導(dǎo)致脫硫率的降低[15]。

3 結(jié)論

1) 熱解溫度對(duì)褐煤中硫釋放的影響較大。在褐煤熱解最佳溫度700 ℃下，半焦中硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低(0.98%)，褐煤脫硫率達(dá)到最大值(58.9%).熱解溫度過高時(shí)半焦中硫含量增加，主要是因?yàn)楦邷叵聣A性物質(zhì)的固硫作用和氣體H2S與煤基質(zhì)反應(yīng)造成的。熱解溫度升高時(shí)，無機(jī)硫的脫除率大于有機(jī)硫的脫除率。

2) 褐煤的最佳熱解升溫速率為10 ℃/min，升溫速率過高不利于硫的脫除。過高的升溫速率導(dǎo)致褐煤內(nèi)部升溫過快，而揮發(fā)物逸出相對(duì)緩慢，增加了二次反應(yīng)，導(dǎo)致硫在半焦中的滯留。同時(shí)，升溫速率過高會(huì)使含硫氣體的釋放溫區(qū)向高溫遷移，增加了氣固相的反應(yīng)。

3) 褐煤最佳熱解恒溫時(shí)間為60 min，此時(shí)半焦中總硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.98%，脫硫率達(dá)到58.9%.停留時(shí)間過短或過長都不利于硫的脫除。停留時(shí)間過短，由于煤熱解不充分導(dǎo)致含硫化合物分解不完全；熱解時(shí)間過長，增加了含硫氣體與半焦的反應(yīng)時(shí)間，從而增加了半焦中硫含量。

4) 熱解煤粒的粒徑越小，半焦中硫的含量越低。粒徑的減小增加了黃鐵礦與還原性氣體的接觸面積，進(jìn)而增加了黃鐵礦的反應(yīng)速率，促進(jìn)了硫向氣相擴(kuò)散。同時(shí)，粒徑的減小降低了氣體H2S在煤內(nèi)部的溢出阻力，有利于氣體的釋放，也減少了氣固相的二次反應(yīng)。