焦炭中硫元素在高炉内的反应行为及羰基硫生成机理

目前,高炉煤气精脱硫研究主要集中于硫化物的脱除工艺,而对硫化物的生成机理研究较少。利用FactSage热力学软件和实验手段建立C-SO₂反应体系,考察物质的量之比和温度等对羰基硫(COS)生成浓度的影响,揭示焦炭中含硫物质转化为COS的生成机理。热力学计算及试验结果表明:(1)在碳过量条件下,COS在中低温下更易生成,500℃左右生成量达到峰值,高温下COS不能稳定存在;(2)入炉焦炭在高炉中上部会析出少量的含硫物质,其大部分硫元素主要以二硫化碳(CS₂)、一硫化碳(CS)和硫蒸气(S2)形式进入炉腹煤气;(3)在煤气上升降温过程中,穿过软熔带的大部分含硫物质通过复杂反应转化为COS后进入炉顶煤气。