煤炭的生物脱硫技术

“科技论坛_TECH■中国晰桩术生煤炭的生物脱硫技术◆文/金城君[摘要] 本文简介了微生物脱硫技术的分类和作用原理,并对国内外的研究进展进行综述,总结了微生物脱磕技术的优炮性和存在的问题,提出了煤炭微生物脱硫技术的可行性和应用前景。[关键词]煤炭微生物脱硫我国是煤炭大园,煤炭也是我国主要的燃料和化工原料,在可吴根 踩旭东)。.以预见的未来,其在次能源消费结构中的地位不会改变。煤炭的利.三、存在的问题用绝大部分是通过燃烧来实现的,它在为工业生产和人类生活提供1、菌种能量的同时,也造成了严重的环境污染,最突出的是煤中硫的燃烧所造成现有脱硫菌种单一,生长周期较长,而且脱硫的速度比较慢,因的危害。且随眷我国煤层采拥深度的增大,高碗煤的问题也越来越突出。因而 脱硫效率不高,制约了微生物脱硫技术的工业放大和推广。此,高效的脱硫技术是当前环境工程技术的热点之一。微生物脱除有机硫菌种单一,虽然已经找到一些能脱除壅吩(DBT)硫的菌种,但由于煤中有机硫存在形式复杂,而且差异较大,因此有待于选育出适生物脱碗是很有潜力的洁净煤技术之一,与化学和物理方法的应性广 ,能脱除多种形式有机硫的菌种,以提高脱硫效率。脱硫相比,具有投资少低耗高效、有效减少环境污染等忧点。生物需要改变目前酸性介质下改性和分选状况,寻找高效低能耗菌。法是利用微生物能选择性地氧化煤中的有机硫和无机硫,从而达到.2、机理除去煤中殖的目的,其优点是能专一脱除结构复杂、嵌布粒度很细基础理论的研究方面,微生物脱硫理论研究有待于进一步深化，的无机硫,同时又能脱除部分有机碗,而且投资少、运行成本低、脱以指导工艺设计 ,优化工程技术参数。对煤炭脱硫细菌的作用机理硫效果好。(煤炭徽生物脱硫技术研兖进餍陈福林,膺云)目前常用了解也还不够深人,关于煤中无机殖的 脱除机理现在还没有一个定生物脱硫方法是浸出法和表面氧化法:①漫出法就是利用徽生物的论， 面对有机硫的脱除机理也只是研究了二苯壅吩的脱除机理,其氧化作用将黄铁矿氧化分解成铁离子和硫酸,硫酸溶于水后将其从它的如硫醇、硫醚、还有就是碗醌等 的脱除机理和方法,到现在也还煤炭中排除的一种脱碗方法[1] (绿色化的煤炭生物脱碗技术及其没有弄明白。应用张东晨)。 ②表面处理法是一种将微生物技术与选煤技术结合3、成本起来,开发出的一种微生物浮选脱碗技术,克服了目前常规浮选精培养基成本高，脱碗产生的酸性废液对装置材料的质量要求比煤黄铁矿污染严重、脱硫效果不高的缺点[2](煤炭生物脱硫的白腐较高 ,浆态搅动过程的动力消耗较大;在脱硫过程中,不是煤浆要求菌浮选和澄滤研兖巩冠群,陶秀样)。过细,就是脱碗时间长、能耗高,一定程度上增加了生产成本。煤中无机硫以黄铁矿为主,而有机碗则种类较多,结构复杂。4、应用前景微生物脱除无机硫的实质是使难溶的金属碗化物(主要为黄铁采用微生物技术脱除煤中的硫具有诸多优点，徽生物法要求的矿)氧化,使金属阳离子溶人浸取液中,脱硫过程是S2-的氧化过程;反应条件温和(常 温常压),对设备的要求也低得多,因此,成本较低、煤中有机碗是指与媒有机结构相结合的德,其脱除通常以二苯并噻流程简单,容易实现,对煤结构也无明 &破杯,且对生态环境保护有吩(DBT)作为模型化合物来表征微生物对煤中有机硫的脱除机理。益,极具推广 价值和发展潜力。以DBT为模型化合物的脱硫机理可分两种:- -是以硫代谢为目的的微生物法脱确是人工加速自然界硫循环的过程。尽管还存在许4-8途径国Iabister J D, Wyza R E , Lppold J.et a1Conf.Reduce- -ing多的问题 ,但这种技术对生态环境的效益是其它脱硫方法无可比揿的。据Risk Eavion [R].Chemn. Bicech.ede.Omen CS ,Colwell R R ).Plenun 分析 ,微生物脱硫成本纳在每吨40-50元,比现行的煤燃中脱硫技术、燃Preso 1988:281-293.;二是以碳代谢为 目的的Kodama途径[4] Ko-烧 后的烟气脱硫技术和其燃烧前的脱硫技术都更具有竞争力。dema K ,Naketari K . Umehars K ,Shimizn K , Minoda 1, Yamaeda K.Agri-我国在煤炭微生物脱碗的技术研究的系统性上还存在一定缺culturel[R].Boil Chemistry , 1973:37- -50..陷,而且现有的几乎都是实验室条件和半工业化条件下的。因此,开.二、研究进展发适合我国的徽生物脱硫技术具有广阔的前景,对满足日益增长的目前,利用微生物选铜矿、金矿、铀矿等已实现工业化。但用微能源筒求湘遵循日 益严格的环保法规具有特别重要的意义。生物进行煤炭脱硫则处于实验室试睑和半工业化应用阶段。参考文献美国爱达荷国家工程实验室(1978)和意大利Porto ore(1993) [1] 张东晨.绿色化的煤炭生物脱硫挂术屣其应用D]. 中国矿业，采用示范性中试装置,细蕭处理7-10天,黄铁矿磽脱除率达90%。2002,11(6)C lark( 19 93)用T.f erorian。 和Lefroidans对匹兹堡烟煤脱硫[2] 巩冠群,等.煤炭生物脱确的白庸茵浮逸和浸滤研兖[].煤炭科学试验,淋滤17天后,前者脱硫串79.5% ,后者71%)(煤中硫的赋存技 术.2006,34(2)特征及微生物脱硫杨洪英,巩恩普)。[3] Isbser J D,Wyza R ELippold J.ca1 .Conf .Reoducing Risk EnvionKitae Be(k(2002)bhdoccu rhodchrou ICTS8 对宾夕法尼亚褐[R].Chem Biotech. (eds. Omenn GS,Colwell R R ).Plenum Prcs. 1988:煤煤样进行试验，水媒浆处理10~15天，脱巍辜75%[6](Ki ae 281-293.Back,cta 1.M icrobial deulaization of solubilinedcal []. Biontechnology [4] Kodama K,Nakatani R, Umnehara K,Shimizn K ,Minods 1,Yamada K.tters,20024:401 -405)。Agiculure[RJ.Boil Chemisty,1973:37 -50.1990年我国的徐毅、钟慧芳等用氧化亚铁硫杆菌Tf-4菌株[5] 杨洪英,等.煤中硫的赋存特征及微生物胧硅]逸煤技水,2004,2脱除四川松藁煤矿样品中黄铁硫,取得了初步的成果。在单因子试(1验条件下,采用Leaher培养基培养细菌,煤浆起始pH值为2.2,接[6] Kiae Back.ca 1.Mirobal deufirzatian of slubinincalaJ].Bioc.c种量为1012细胞/g黄铁矿.煤浆浓度为10% .遥床转速140- 170r/ nology !中国煤化工min,总脱硫期为12天,煤总含硫量从2.45%降至1.20 %。但是氧化[7] 吴1前景U].工程与技术亚铁硫杆菌只能脱除原煤中的单体解离或连生体的黄铁矿,而对完TYHC N.M.H G与环境学院环境工程专业)全包裹的黄铁矿则无能为力川(微生物脱硫技术的现状及发展前最