بخشی از مقاله
مقدمه
یکی از مهمترین ناخالصیهای موجود در زغال، گوگرد است که به اشکال مختلفی مشاهده میشود و میزان آن بین ٥/٠ تا ١١ درصد متغیر است. در واقع مواد اولیه زغال حاوی مقدار کمی گوگرد است - حدود ٥/٠ درصد - ولی پس از آنکه این مواد در طبیعت تحت تأثیر فعالیت میکرو ارگانیسمها قرار گرفتند، درصد گوگرد افزایش مییابد ]١.[
به موازات توسعه روشهای فیزیکی و شیمیایی گوگردزدائی از زغال سنگ، تحقیقات وسیعی در ربع قرن اخیر برای حذف گوگرد از زغال سنگ به روشهای بیولوﮊیکی صورت گرفته است. در این تحقیقات گوگرد زدائی برای هر دو فرم گوگرد آلی و گوگرد پیریتی مدنظر بوده است. لیکن بطور خلاصه میتوان بیان کرد که حذف گوگرد آلی چندان موفق نبوده است، در صورتیکه حذف گوگرد پیریتی موفقیت خوبی داشته و بخوبی با دیگر روشهای فیزیکی و شیمیائی رقابت میکند]۲.[
گوگرد به دو صورت آلی و معدنی در زغال سنگ وجود دارد. مواد معدنی عمدتاﹰ شامل سولفیدهای فلزی و بخار آب که از ساختمان شیمیایی زغال سنگ جدا میشوند، میباشند و یکی از ترکیبات عمده آن ۲حکً میباشد که بسته به ساختمان زغال سنگ به شکل پیریت و یا ماکروسیت ظاهر میشود. این ترکیبات معمولاﹰ بصورت پیریت یا سولفید ساده وجود دارند که نظر به نوع زغال سنگ مقدار آن تقریباﹰ از صفر تا بیش از ۰۱ درصد متغیر است.
زغال سنگ بیتومینوس معمولاﹰ دارای بالاترین مقدار پیریت میباشد. در مقایسه با این مقدار پیریت، گوگردی که بصورت سولفات وجود دارد، اندک است. بطوریکه معمولاﹰ کمتر از ۲/٠% از گوگرد را تشکیل میدهد. اگرچه ممکن است این مقدار بعداﹰ بعلت اکسیدشدن پیریت افزایش یابد. گوگردهای آلی وپیریتی فرم غالب گوگرد در زغال سنگ را تشکیل میدهند که در مجموع ٥ الی ٨ درصد از کل وزن زغال را شامل میشوند]۱.[
پیریت، به شکل ذره و گاهی بصورت نوار در زغالسنگ وجود دارد و بعضی اوقات نیز به شکل گلوله یا کلوخه انباشته میشود اما اغلب بصورت ذرات بسیار ریز در زغالسنگ پخش شده است وهیچ پیوندی با ذرات زغال ندارد - شکل۱ - . گوگرد آلی موجود در زغال سنگ بصورت پیوند کووالانسی به ساختار بزرگ و پی چیده زغال اتصال یافته ودر نتیجه حذف ترکیبات آلی گوگرد در مقایسه با ترکیبات غیرآلی گوگرد مشکلتر است.
ترکیبات آلی گوگردی موجود در زغال سنگ به دو صورت آلیفاتیک و حلقوی یافت می شوند]۳.[ گوگردزدایی بیولوﮊیکی دارای جاذبه خاصی است، زیرا این فرآیند دارای انرﮊی مصرفی پائینی بوده و در دمای پایین نیز صورت میگیرد و گوگرد بدون هدر رفتن زغال سنگ جدا میشود و در نتیجه در فرآیند تمیزسازی زغال سنگ با این روش اتلاف انرﮊی اضافی وجود ندارد.
در واقع کلیه روشهای تمیزسازی شامل اتلاف انرﮊی است. زیرا مقدار زغال سنگ همراه با ذرات پیریت پراکنده در زغال سنگ حذف میشود. البته این اتلاف میتواند ذاتی باشد. مزیت اکسیداسیون بیولوﮊیکی مواد در این روش این است که گوگرد به شکل محلول میباشد و میتواند با رسوب دهی و یا جذب، حذف گردد و در نتیجه هیچگونه کربنی از دست نمیرود ]۴.[
این مسئله در مورد نیروگاههای برق که از زغال سنگ بعنوان سوخت استفاده مینمایند اهمیت بیشتری مییابد. چون در حین احتراق زغالسنگ، بیشتر گوگرد به ۲قح و کمتر از هفت درصد آن به ۳قح اکسید میشود که باعث خوردگی تجهیزات و شبکههای انتقال گاز سوختی شده و همچنین معضل بارانهای اسیدی را میآفریند ]۵.[ همچنین وجود گوگرد در زغال باعث افت حرارتی آن نیز میشود.
مشخص شده است که وجود یک درصد گوگرد میتواند حدود ٦٠ کیلو کالری بر کیلوگرم حرارت سوختن زغال را پایین بیاورد ]۶.[ معادن زغالسنگ طبس از بزرگترین معادن زغالسنگ کشور میباشد که زغال آن دارای خاصیت ککشوندگی بالایی میباشد ولی این زغالسنگ بطور متوسط دارای درصد بالائی از گوگرد است و به همین دلیل است که میزان استفاده از این زغال در صنایع کشور محدود است و باید قبل از استفاده از این زغال میزان گوگرد موجود در آن را تا حد استاندارد کاهش داد.
بعنوان مثال این مقدار باید به کمتر از ۱% کاهش یابد تا پس از احتراق در کوره بلند ذوبآهن اصفهان، دی اکسیدگوگرد تولید شده به کمتر از حد مجاز استاندارد برسد. سالانه مقدار زیادی کک جهت استفادهی صنایع مربوطه به کشور وارد میشود که این امر خروج مقادیر زیادی ارز را به دنبال دارد و همین امر نشان دهندهی لزوم استفاده از یک روش جهت کاهش میزان گوگرد موجود در زغالسنگ طبس و استفاده از آن در صنایع کشور است.
