煤炭地下气化过程中硫转化规律的影响因素

煤炭地下气化过程中硫的转化是一个复杂的过程，它受多种因素的影响。它不仅与煤质（煤种、硫的存在形态、含硫量）和气化条件（加热速率、气化压力、鼓风速率）有关，另外，煤的反应活性、热稳定性和煤中所含的矿物质也是影响煤炭地下气化过程中硫转化规律的重要因素。本章分别以山西东山的瘦煤、内蒙大雁褐煤以及山东新汶的肥煤为实验对象，研究了煤种、工艺条件、温度、压力以及矿物质等因素对煤炭地下气化过程中硫的转化规律的影响。

 

5.1 煤质对地下气化过程中硫转化规律的影响

煤种是影响地下气化过程硫析出的最重要的因素。在地下气化过程中，煤层没有经过任何的加工，其体积相对较大，与地上气化相比，煤炭地下气化受煤的反应活性及热性质（煤的比热、导热性、热稳定性）的影响更大，煤质的不同，其反应活性及热性质差别很大，不同煤种的煤进行地下气化时，这些性质必然会影响到地下气化过程中各反应的进行，同时也会影响到硫的转化和析出。

5.1.1实验用煤中硫的形态分布

试验中所用的煤样分别为褐煤、气肥煤、瘦煤，分别由内蒙大雁矿、山东新汶矿、太原东山矿提供，其煤质分析及硫的形态分析如下表所示。

表5.1  煤中硫的形态分布

瘦煤			褐煤			肥煤
Spad	Ssad	Soad	Spad	Ssad	Soad	Spad	Ssad	Soad
			0.06	0.00	0.42	0.18	0.00	0.42

 

5.1.2 实验用煤种的热解特性

以下三表分别列出了实验用煤的热解特性。

表5.2 大雁褐煤CO₂气氛500—900℃干馏煤气组成

温度 ℃	煤气组成（％）						LHV MJ/Nm3	密度 kg/m3
	H2	CH4	CO	CO2	CnHm	H2S
500	15.02	19.95	29.89	23.90	10.22	1.02	21.81	1.14
600	20.86	18.40	33.91	19.48	6.40	0.94	17.48	1.12
700	25.56	16.25	34.54	18.91	4.12	0.62	16.93	0.98
800	24.00	10.89	43.15	19.95	1.61	0.41	13.75	1.05
900	22.09	8.95	49.10	16.41	3.20	0.25	15.22	1.04

 

表5.3 山东气肥煤CO₂气氛500—900℃干馏煤气组成

温度 ℃	煤气组成（％）						LHV MJ/Nm3	密度 kg/m3
	H2	CH4	CO	CO2	CnHm	H2S
500	20.04	39.10	18.54	6.13	15.53	0.65	32.28	0.93
600	31.62	31.72	20.99	5.93	9.41	0.33	26.14	0.80
700	36.34	29.73	19.27	6.22	7.86	0.57	24.68	0.76
800	44.74	19.77	25.41	5.54	4.26	0.28	19.10	0.68
900	20.02	16.08	52.05	4.53	6.89	0.42	20.75	1.00

 

表5.4 东山瘦煤CO₂气氛500—900℃干馏煤气组成

温度 ℃	煤气组成（％）						LHV MJ/Nm3	密度 kg/m3
	H2	CH4	CO	CO2	CnHm	H2S
500	21.47	29.95	29.22	13.90	10.22	1.15	31.51	1.21
600	32.56	24.25	33.91	10.48	8.04	1.54	25.48	1.32
700	36.98	22.36	24.54	8.23	6.25	1.32	26.93	0.98
800	38.25	20.73	23.15	9.22	5.23	1.21	27.75	1.05
900	41.25	18.95	32.10	6.14	4.72	1.02	21.22	0.96

5.1.3 煤种对于硫析出速率的影响

    不同煤种因其硫含量及硫的存在形态的不同，使其在地下气化过程中硫的析出规律表现出很大的差别，其中影响最为明显的为煤气中含硫气体的析出速率及最终含量。本论文在对气化炉的升温阶段即富氧气化过程中不同煤种气化时煤气中主要的含硫气体—硫化氢的析出速率及最终的析出量进行比较，来说明煤种对地下气化过程中硫的转化规律的影响。下图为大雁褐煤、山东气肥煤以及东山瘦煤在气化炉升温阶段硫化氢的升温速率及最终含量图。

图5.1  不同煤种H₂S的析出速率

从图5.1中我们可以看出不同的煤种H₂S的析出速率和最终析出量区别很大。其中肥煤开始时的析出速率最快，褐煤次之，瘦煤的析出速率最慢，然而到了500℃左右肥煤的析出速率缓慢下来；褐煤却一直保持着快速增长的速度直到1300℃左右，其析出量保持在7000mg/m³左右；而新汶的气肥煤一开始的反应速率随着温度的增加增长很快，但当温度增长到700℃时，其增长的速度开始缓慢下来，直到温度升高到最高点，其最终的析出量较大雁褐煤和东山瘦煤的析出量低；东山的瘦煤一开始的析出速率非常缓慢，但是到了700℃左右，其析出速率随着温度的升高而快速增长，一直到1000℃左右，其析出速率维持在8000mg/m³左右。

出现上述情况的主要原因可能^[34]为：

在气化初期，褐煤由于其水分、挥发份含量高，受热后水分迅速蒸发，因此褐煤地下气化初期H₂的含量就非常高，从而导致含硫自由基能够有足够的H₂与之结合，形成H₂S；又由于褐煤本身^[35]结构疏松，随着温度的升高，水分和挥发份的迅速蒸发而导致大块煤不断破碎，气化反应的比表面积不断增大，且褐煤本身具有丰富的过渡孔和大孔，使得断裂的含硫自由基和形成的含硫气体能及时的排出，减小了反应压力，使得气化剂更容易扩散到这些反应煤的表面，增加了含硫物质反应的可能性；褐煤是变质程度较低的煤种，研究表明,低变质程度煤中的硫主要以硫铁矿硫和硫醚、二硫化物和脂肪类有机硫的形式存在，这类硫以侧链的形式连接在主链上，在400-500℃就能发生裂解而形成含硫自由基。而噻酚类和其他杂环芳烃类硫的含量很低，其反应温度相对较低。同时，褐煤中含有的大量的矿物质，对硫的反应也具有强烈的催化作用。因此，随着煤层温度的升高，褐煤煤气中的含硫气体一直以非常高的速率增长。

瘦煤水分、挥发份的含量较低，在气化初期，水分和挥发份蒸发量的比较小，加之结构致密，因此它生成的煤焦孔隙较少，煤层内部的含硫自由基以及含硫气体，不能及时排出，并且在排出的过程中，会与煤层中的有机质或者碱性矿物质反应，而形成新的有机物，因此在气化初期，瘦煤的H₂S析出量一直很低，并且增长缓慢。但是随着温度的升高，又由于瘦煤的传热性差，煤层内外形成了很大的温度梯度，使得煤层内部膨胀不均产生应力而爆裂，有利于实体煤层的破碎，从而增加了反应的表面积，也使含硫自由基和含硫气体能够逸出，再加上本身瘦煤的含硫量很大，此时含硫气体的逸出量迅速增加。但是由于瘦煤属于高变质程度的煤，其中有机硫大部分为噻酚类和其它杂环芳烃的形式存在，其分解温度很高，并且再高温热解的情况下，还有可能转变成更为稳定的有机硫。因此瘦煤的最终硫的脱除率低于褐煤的脱除率。

肥煤挥发份高，在气化初期，大量挥发份的逸出，使得含硫自由基和含硫气体能及时排出（这时形成的含硫气体主要为煤本身结构的断裂引起的），因此气化初期，肥煤的含硫气体逸出速率最高。但是肥煤本身具有较强的粘结性，这对于煤的气化过程时不利的，在气化热解层，随着温度的升高，煤层会形成很厚的胶质层，胶质层的形成不但不利于气体的析出，并且使得气化剂也很难进入固体表面。并且胶质层的形成过程是一个去氢、去氧、富碳的过程，这一阶段的发应主要以缩聚反应为主，脂肪类及芳香类之间进一步缩聚，而形成更难分解的化合物，同时煤层内部的含硫气体及含硫自由基也在焦炭形成的过程中和煤中的有机物形成了更难以分解的有机类化合物。因此随着温度的升高，肥煤的含硫气体析出量没有表现出快速的增长趋势。胶质层的形成使得气化渗透率减小，同时气化率较低，因此煤中硫的反应也不够彻底，因此较之褐煤和瘦煤，肥煤气化过程中其煤气中含硫气体的含量最低。

5.1.4煤种对地下气化过程中硫分布的影响

不同煤种因其变质程度不同，其硫在煤中的存在形态及煤本身的反应活性的不同使得煤炭地下气化过程中硫分的分布情况也相差很大，下图(1—褐煤；2—肥煤；3—瘦煤)是根据地下气化过程中几种煤样在地下气化过程中的气化效率，通过对硫元素的物料衡算而得出的硫在几种产物中的平均分配情况：

硫的物料衡算公式^[36]：

S_总＝％S_G＋％S_T＋％S_A＋％S_i

其中：S_总，煤中含硫量，mg/kg；S_G，气体中含硫,mg/kg；S_T，焦油中含硫,mg/kg；S_A，灰渣中含硫,mg/kg；S_i,损失硫,mg/kg；

S_G＝V_g^[37]×S_g (V_g,气化率，m³/kg；S_g，煤气中的含硫量，mg/m³)

S_T= V_g×G_T×S_t(G_T,焦油产率，mg/m³；S_t,焦油中含硫量，mg/mg)

S_A=A×S_A(A,灰渣量，kg/kg；S_A，灰渣中含硫量，mg/kg)

从图中我们可以看到，褐煤中的硫在地下气化过程中，在气体中的含量最高，在焦油中的含量最少；肥煤中的硫在焦油中的含量较褐煤和瘦煤高，而在气体中的硫分介于褐煤和瘦煤之间；瘦煤中的硫在气化过程中残存在灰渣中的含量较褐煤和肥煤高的多，而在气体和焦油中的含量都不高。

图5.2 硫在地下气化过程中的分布情况

出现上述情况的主要原因可能是因为：褐煤的挥发分含量高，结构疏松，反应活性最高，含水量也高，因此转化到气体中的硫分也最高，而残存在灰渣中的硫分却最低；气肥煤的挥发分含量较高，其焦油的含量也很大，因此在地下气化过程中很大一部分硫分转化到焦油中，又因为肥煤本身的粘结性，在温度为700℃左右时由于煤的结焦，使得一部分硫的化合物缩聚成更为稳定的噻酚类和芳香类含硫化合物而残存在灰渣中，因此与褐煤相比，肥煤气化过程中硫的析出率要小；瘦煤因为其变质程度高，结构最为致密，孔隙比较小，在气化过程中，硫分在向外扩散的过程中一方面析出的速率比较低，另一方面在析出过程中容易和半焦和有机物发生反应，因此其留在半焦中的硫分最高。

5.2工艺对于地下气化过程中含硫气体析出量的影响

煤炭地下气化过程中，为了根据不同的要求生产合格的煤气组分，需要在气化过程中不断的改变气化工艺。不同的工艺对煤气的组分影响很大，同时，对气体中含硫气体的百分含量影响也非常大。在地下气化过程中，主要采用的气化工艺有：富氧气化、富氧—水蒸汽气化及空气连续气化。研究不同的工艺对地下气化过程中硫的析出规律的影响具有重要的意义，不但有利于对硫析出机理的研究，而且还可以为设计地下气化煤气脱硫系统提供参数依据。但鉴于地下气化模型实验炉本身的特殊性，本文只能从煤气中的主要含硫气体的变化情况来分析不同的工艺对煤炭地下气化过程中硫析出规律的影响。下表中列出了三种煤（褐煤、肥煤、瘦煤）在三种工艺情况下的煤气组成和硫的析出情况：

表5.5 不同煤种在不同工艺条件下的煤气组成

操作条件	煤气组成，％
	H2       CO       CH4       CO2       N2   H2S+COS（mg/m3）
富氧煤气 水煤气（褐煤） 空气煤气	35.15   21.03    5.63     36.84     1.35      6230 41.93   28.12    2.52     24.93     2.50      8520 16.15   13.52    3.50     19.68     46.95     2600
富氧煤气 水煤气（肥煤） 空气煤气	30.24   35.22    7.96     16.75     4.08      4200 39.82   24.16    7.02     27.11     1.89      5430 19.28   12.32    5.82     18.40     44.08     1500
富氧煤气 水煤气（瘦煤） 空气煤气	29.57   39.59    1.41     28.26     0.49      7300 41.46   24.55    3.13     29.13     1.53      9450 20.50   15.00    3.01     18.50     43.84     3170

    从上表我们可以看到：采用不同的工艺，对于气体中含硫气体的总量影响很大。在整个气化阶段，水煤气气化阶段的煤气中含硫气体的平均含量最高，这可能是由于水煤气气化阶段的含氢量最高，增加了煤层内含硫自由基与氢结合的机会，同时也减少了含硫自由基与其它自由基结合的机率；在富氧阶段的蓄热过程中，由于煤层内的气化强度很小，增加了含硫自由基的二次反应，使的煤气中含硫气体的平均含量较水煤气阶段低；空气煤气阶段，由于氮气的存在，减小了反应气体的密度，从而降低了气化强度，因此在空气连续气化阶段，煤气中的含硫气体平均含量最低。

5.3温度对地下气化过程中硫析出的影响

无论是何种煤种，还是煤的何种转化方式，温度均是影响煤转化的非常重要的变量。温度影响包括两个基本方面，一个是对煤的分解，另一个是对挥发物的二次反应。在不存在二次反应情况下，某一个挥发物组成产率随着温度升高而单一地增加，即随着产生该组分地分解反应的增加而增加。在存在大量二次反应时，温度的升高将提高某些组分的产率而抑制其它组分的产生，当然它反映出由于二次反应相应地引起某些组分地产生和消耗。相应的温度也会影响到煤种硫的转化规律。煤在地下气化过程中的热解和燃烧温度的变化，直接影响到硫的转化形态和转化率。地下气化过程中，对硫转化的因素主要包括：升温速率和终温。

考察温度对硫在地下气化过程中转化的影响，本论文采用了内蒙平庄的褐煤为研究对象。其主要的煤质分析如下表所示：

表5.6 实验用煤煤质分析结果

煤种	WB/%								Qgr,ad/(MJ/kg)
	Mad	Aad	Vad	Cad	Had	Oad	Nad	Sad
褐煤

5.3.1 升温速率对含硫气体硫析出的影响

地下气化模型实验的升温速率可以通过增加供氧量来调解，对平庄褐煤分别采用平均升温速率为10℃/min 和20℃/min 。下图是平庄褐煤在不同的升温速率下的硫化氢的析出曲线。

 

图5.3 升温速率对H₂S析出的影响

从图中我们可以看出：在两种升温速率下，硫的开始析出温度几乎相同（这说明：含硫气体的析出是由煤的热分解控制，而升温速率只能改变质量传递的快慢，二次反应发生的多少尽而来影响生成的挥发物和固体产物的相对比例）；但在快的加热速率下，硫化氢的析出速率及析出量一直大于慢的升温速率下硫化氢的析出量（这可能是因为：加热速率的提高使得煤中的挥发分迅速蒸发，一方面增加煤中的硫与氢气反应的机率，减少了含硫气体的逸出阻力；另一方面加热速率的提高，减少了二次反应发生的机会，使得析出的含硫自由基在煤层孔隙析出的过程中被有机质和矿物质吸收的机率减少）；但是到800℃左右，快的升温速率下的硫化氢析出速率有所平缓，其升温速率小于了慢的升温速率的硫化氢析出速率(这可能是因为：在快的升温速率下，减少了煤层挥发物的二次反应，尤其减少了焦油二次裂解的机率，因此在快的升温速率下，焦油的的析出大于慢的升温速率下焦油的析出量^[38]，同时有一部分含硫化合物转化到焦油中的缘故)。

5.4 压力对含硫气体析出的影响

在地下气化空气连续气化过程中，为了提高气化效率，在改变鼓风速率的同时，还依靠提高炉内的压力来提高气化强度（气体压力的提高，使反应气体的密度增大，反应速度加快，从而提高了气化强度）。提高地下气化炉内的压力，不但对改善煤气的组成有显著的效果，同时炉体的压力对气体中的含硫量以及焦油的析出（进而影响硫的分布）都有重要的影响。本论文通过对山东肥煤空气气化过程中压力的变化来研究压力对地下气化过程中硫析出的影响。下图为新汶煤在地下气化过程煤气组成以及硫化氢含量随着地下气化炉压力的变化的规律。

图5.4 煤气中H₂S的含量随着压力的变化趋势

从图中我们可以看到：增加气化压力，可以提高气化剂和煤层的反应效率，提高煤气中一氧化碳和氢气的含量，随着压力的增加，煤气中一氧化碳和氢气的含量不断的上升；但是硫化氢的含量随着压力的增加略有上升后，当压力继续增大，硫化氢的含量却呈现下降的趋势。这可能是因为：适当的增加压力有利于黄铁矿和难分解噻酚硫类有机硫的脱除，增加了含硫自由基与反应基团结合的机率，而过高的压力同时也会增强含硫自由基与煤中有机质和碱性矿物质的反应机率，使一部分硫与煤中有机质及碱性矿物质结合而残留在灰渣中，从而降低了煤气中含硫气体的含量。

5.5 矿物质对地下气化过程中硫转化的影响

5.5.1 煤中的主要矿物质及来源^[39]

1．原生矿物质

原生矿物质，也称结构矿物质，它是由成煤植物本身所含有的矿物质形成的，主要是由碱金属和碱土金属的盐组成，如钾、纳或钙、镁盐类，此外还含有铁、硫、磷以及少量的钛、钒、氯等元素。它参与与煤的分子结构，其含量很少，一般为1～2％。它们与煤结合紧密，主要以羧酸盐、有机金属鳌合物或吸附物种的形式存在。

2.次生矿物质

它是指在成煤过程中，由外界进入成煤沼泽中的矿物质混入到煤层中，如煤中的高岭土(Al₂O₃.2SiO₂.3H₂O)、方解石（CaCO₃）、黄铁矿(FeS₂)等，这些矿物在沼泽中由胶体溶液沉淀形成的。而石英、长石、云母等矿物，则是被风和流水搬运到沼泽中与煤层同时沉淀形成；煤层形成后，由于地下水的淋滤过程中浓度变化等原因，使方解石（CaCO₃）、石膏(CaSO₄.2H₂O)等矿物质沉淀下来，充填在煤的裂缝中。

3.外来矿物质

外来矿物质是指在采煤过程中，从煤层顶板、底板、夹矸层中掉入煤中的矿物质。原来并不含于煤层中。原生矿物质和次生矿物质总称为内在矿物质，来自内在矿物质的灰分称为内在灰分。

5.5.2矿物质对煤反应的影响

煤中的矿物质根据其在脱硫过程中的反应可以分为三种：

1、惰性矿物质，主要是石英和金红石。

2、有催化活性的矿物质，主要是高岭土和蒙脱土等。

3、参与脱硫反应的矿物质，主要指方解石、石膏、白云石等。

有催化活性的矿物质一般都是煤中的酸性粘土类矿物质，这些矿物质已被用于石油工业的催化裂解和石油产品的脱硫，自然这些矿物质也有助于催化煤中的有机硫醚和硫醇等碳—硫键的分解，由于在煤的气化工艺中，较高的反应温度，这些黏土类矿物质的这种催化作用比在有供氢溶剂的液化工艺中产生更强的催化活性。此外黄铁矿还原形成的Fe_1-xS对加氢脱硫的反应也有催化作用。

 参与脱硫反应的矿物质一般是煤中的碱性矿物质。煤中的碱性矿物质与硫化氢反应是硫滞留在半焦中的一个主要的原因，硫化氢与这些活性矿物质形成相应硫化物的反应进行的很快，这些硫化物构成了半焦中硫的主要部分。主要的反应类型^[40]为：

MO＋H₂S→MS＋H₂O

MCO₃＋H₂S→MS＋CO₂＋H₂O

(M=Ca²⁺,Mg²⁺,Fe²⁺)

钙、镁矿物质与硫化氢反应的热力学数据见图^[32]。从图中可以看出：

图5.5 H₂S与煤中矿物质反应的平衡常数

MgO 与H₂S的反应至1200℃都是热力学不利的；

MgCO₃与H₂S的反应在高于849K都是热力学有利的；

CaCO₃与H₂S的反应在高于692K是热力学有利的；

虽然CaO与H₂S的反应进行很快，但由于CaCO₃在高于700℃才能分解，所以反应到800℃才能发生。

FeO和FeCO₃与H₂S的反应在200～1200℃的范围内都易进行。

以上这些反应都是气、固之间的反应，发生在气、固接触面上，因此反应速率依赖于固体的表面积和表面性质。

Cypres等对高硫、高方解石煤的加氢热解研究表明：虽然H₂S与矿物质的作用使得煤中接近一半的硫以硫化物的形式存在于半焦中，从而降低脱硫率，但这种硫化物在燃烧过程中被氧化生成硫酸盐。从而以硫酸盐的形式残留在灰中，是非污染的不可燃硫，不会造成SO₂的污染。

CaS+2O₂→CaSO₄    1000K时  logk_p=31.3

MgS+2O₂→MgSO₄    1000K时  logk_p=30.4

Schafer^[41]等许多研究者对内在矿物质对热解产物的影响进行了详细的考察。通过对比酸洗脱灰煤与经过碱金属和碱土金属离子交换煤的热解行为，发现碱金属和碱土金属的存在将改变热解CO、CO₂和水的相对收率，同时与原煤相比，经过离子交换的煤的焦油和挥发分收率显著降低。

Murakami^[42]采用TGA技术对通过离子交换煤的研究表明，煤中金属离子的存在显著改变逸出气体的组成，但对总的失重影响较小，许多煤液化和气化研究表明，煤中矿物质对反应行为有显著的影响。粘土类及其它酸性矿物质可以催化煤和煤模型化合物的加氢反应，石灰石、碳酸钾等有助于催化煤的气化反应。Khan热解过程中加入碱性无几矿物质组分（CaO，CaCO₃，Fe₂O₃，MgO，SiO₂），发现显著降低气体硫化物的生成量。在考虑到矿物质的这些作用，其对地下气化及其硫析出的影响也是肯定存在的。

5.5.3 矿物质对地下气化过程中硫析出的影响

地下气化的煤未经开采和任何加工，外来矿物质的影响较小，因此研究其主要的内在矿物质对地下气化过程的影响是非常有意义的。基于实验条件的限制本论文只能通过对灰渣中的碱性含硫化合物进行测定，来研究煤中的碱性矿物质对地下气化过程中对硫转化的影响。

图中分别是东山瘦煤以及大雁褐煤原煤、及灰渣的XRD谱图，从谱图中我们可以看到：在地下气化反应前的原煤XRD谱图中除黄铁矿（FeS₂）和方解石（CaCO₃）的特征峰外，没有其它硫化物的特征峰。但在反应后灰渣的XRD谱图中却明显的看到莫莱石（3Al₂O₃ 2SiO₂, d=5.39,3.43,3.39,2.65）和无水石膏（CaSO₄，d=3.49,2.85,2.33,2.21）的特征峰，说明了在地下气化过程中有一部分硫以硫酸盐的形式保存在了灰渣中。这可能因为在地下气化过程中，由于煤层的致密性，含硫自由基及含硫化合物在从煤层孔隙析出的过程中有一部分被碱性矿物质吸收而生成CaS、MgS等碱性硫化物，当温度继续升高到一定程度，硫化物在燃烧中转化成为硫酸盐。此外，在氧化区内，当温度达到1000℃时（此时是最佳的固硫温度）生成的少量的二氧化硫也可能被碳酸钙吸收而直接转化呈硫酸钙而残存在灰渣中。因此在地下气化过程中，因为其煤层未经任何的粉碎和加工，煤层的结构致密，这就更增加了含硫自由基和煤层中碱性矿物质反应的机会，较地上气化相比，煤中的矿物质对煤的吸收和固定作用更明显。

 

 

 

 

 

图5.6 新汶肥煤的XRD谱图

 

 

 

 

图5.7 东山瘦煤的XRD谱图

 

 

 

 

5.6           本章小结

1、煤炭地下气化过程中，对硫的析出规律影响的因素很多，但是最明显的因素主要有：煤质、工艺、温度、压力以及煤中的碱性矿物质。

2、  煤质的不同（包括：煤种、硫的存在形态、含硫量）在地下气化过程中表现的硫的析出以及分布有很大的区别。在所实验的三个煤种（褐煤、气肥煤、瘦煤）中，褐煤由于其反应活性高及透气性好等，使得其在气化时含硫气体的析出速率最快，其硫的最终脱除率也最高；瘦煤因其结构致密，透气性差，使其在地下气化过程中含硫气体的析出速率开始时较低，但因实验用煤本身的含硫量高而使其最终的含硫量高于褐煤和肥煤，然而其残存在灰渣中的硫的含量也最高，肥煤由于其挥发分含量较高，开始升温阶段其反应活性较高，使得开始时含硫气体的析出速率最高，但由于肥煤粘结性较强，在升温的后阶段，煤层由于高温而形成的结焦物阻碍了含硫气体的析出，使得其含硫气体的析出速率及最终析出量较瘦煤和褐煤要低，但在地下气化过程中硫在焦油中的含量最高；

3、  工艺也是影响地下气化过程中硫转化的最重要的因素，工艺的改变，直接影响到煤气中含硫气体的含量。三种工艺情况下，水煤气阶段的煤气含硫气体的平均含量最高，其次是富氧气化，空气煤气中的气体含硫量最低。

4、  温度的影响主要体现在升温速率对含硫气体的影响上，高的升温速率减小了挥发物之间的二次反应及含硫自由及被煤中有机质和碱性矿物质吸收的机率，从而增加了硫的脱除率以及含硫气体的析出速率。

5、压力的升高有利于黄铁矿和难分解噻酚硫类有机硫的脱除，但是过高的压力就会增强硫的主要产物硫化氢与煤中有机质和碱性矿物质的反应机率，从而降低了煤气中硫化氢的含量。

6、煤中的矿物质尤其是碱性矿物质，在对煤的反应行为有显著的影响之外，在

地下气化过程中，还同时起着固硫的作用。