1 物理法:硫在煤中主要以无机的硫化铁和有机的硫化物两种形式存在。其中以硫化铁(黄铁矿)形式存在的硫约占2/3。黄铁矿比重大于煤,同时,黄铁矿是顺磁性物质,比磁化系数约为25化系数-6克/厘米3;煤是反磁性物质,比磁化系数约为-0.5系数约-6克/厘米3。因此,可将煤破碎,然后用重力分离法或高梯度磁分离法,将黄铁矿去除。物理法能把燃料的硫分脱除50%左右。
2 化学法:煤经破碎后与硫酸铁水溶液混合,在反应器中加热至100~130℃,硫酸铁与黄铁矿反应转化为硫酸亚铁和单体硫。同时通入氧气,使硫酸亚铁再生为硫酸铁,在工艺系统中循环使用。煤通过过滤器和溶液分离,硫成为副产品。
3 气化法:煤的气化是在煤气发生炉中进行的热化学过程。煤在1000~1300℃高温下,通过气化剂,使之发生不完全氧化,而成为煤气。如果气化剂是空气,适量空气由下部通过煤层,首先被灰渣层预热,然后进入氧化层,空气中的氧与高温的煤作用生成二氧化碳(CO2)和少量一氧化碳(CO)。CO2上升通过还原层,与炽热的煤作用被还原成CO,以CO为主要成分的气体受热上升排出炉外,制得空气煤气。如果气化剂是蒸汽,则反应生成物为CO和H2,制得的煤气为水煤气。煤的气化还有加压、加氢气化法,使一氧化碳或碳元素同氢作用生成甲烷等碳氢化合物气体,提高了煤气的热值。为省去煤的开采、运输等生产环节,苏联、美国等国家还采用了地下气化法。中国也在开展地下气化的实验研究。煤中的硫分在气化时大部分成为硫化氢,进入煤气,再用液体吸收或固体吸附等方法脱除。
4 液化法:煤的液化有合成法、直接裂解加氢法和热溶加氢法等。合成法是将煤制成煤气,按一定比例加氢,在高压、高温和催化剂作用下,合成液体燃料,其主要成分是烷烃和甲醇。直接裂解加氢法是把煤溶解在溶剂里制成糊状,然后在400~500℃,约200个大气压的压力下,通过催化剂的作用,使之与加入的氢反应,而成为液体燃料。热溶加氢法是把煤粉加热溶解在与煤性质近似的油里,在约100个大气压的压力下加氢,同时将不溶物分离出来,就得到了液态煤。在液化过程中,硫分与氢反应生成硫化氢逸出,因此得到的是高热值、低硫、低灰分燃料。燃料油一般指重油,是由原油常压蒸馏残油制成的。重油含硫较多,其中硫分大多是环状硫化物,如联苯并硫(杂)茂、萘硫(杂)茂等。这些硫化物分子量高,若含硫量为3%,则硫化物含量可达到重油的1/3,因此重油不宜用直接去除硫化物的方法脱硫。重油脱硫是在催化剂作用下,用高压加氢反应,切断碳与硫的化合键,以氢置换出碳,同时,氢与硫作用成为硫化氢,从重油中分离出来,用吸收法除去。另一种方法是将重油用蒸汽、氧气部分燃烧气化,硫转化成为硫化氢和少量二氧化硫,再进行处理。