微生物煤脱硫技术(煤炭脱硫) WangPD; 120; DZ.Li; Yang SG;
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一、重力法脱硫1、重介质旋流器脱硫重介质旋流器选煤,是目前重力选煤中效率最高的选煤方法。
近年来,国内外不断对重介质选煤工艺与设备进行改造,在提高选煤精度、扩大入选上限、降低分选下限、简化工艺流程方面,取得了新的成果和突破性进展。
有专家针对西南地区高硫难选煤的精选脱硫、降灰进行试验研究,改进重介质旋流器分选工艺、采用特制的小直径重介质旋流器,对西南矿区13~0.5 mm及0.5~0 mm级高硫难选煤分别进行了模拟分选试验,取得了非常好的效果。
在此基础上,完成工业性试验、实现产业化,获得了很好的经济效益和社会效益。
(1)室内模拟试验经过直径200mm重介质旋流器分选13~0.5mm级高硫难选煤,2组试验结果为脱硫数量效率分别为:98.54%、89.47%;全硫脱硫率分别为60.58%、79.14%;无机硫脱硫率分别为70.43%、89.89%。
经过直径100mm重介质旋流器分选0.5~0.04mm级高硫难选煤,全硫脱硫率为61.1%,无机硫脱硫率83.61%。
(2)工业性试验直径150 mm与直径600 mm圆锥形重介质旋流器联合组成单一的分选45~0 mm高硫难选煤工业性试验:结果见表1表1 直径150、直径600mm重介质旋流器分选指标二、浮选法脱硫对于用重力选矿方法难以处理的呈细粒和微细粒嵌布于煤中的黄铁矿,浮选法通常被优先考虑。
常用浮选脱硫有3种方法:多段浮选、抑制黄铁矿浮煤、在抑煤的同时浮选黄铁矿。
但常规浮选的选择性不高,黄铁矿硫的脱除效果差,这主要是由于黄铁矿的疏水性及煤与黄铁矿的连生体的机械夹带,使得黄铁矿微粒被水带入精煤中而引起的。
针对该问题,中国矿业大学矿物加工工程研究中心,研究开发了旋流-静态微泡浮选柱。
也有专家通过柱浮选与传统浮选脱硫实验效果的比较,进一步指出柱浮选是有效的煤炭脱硫方法之一。
旋流-静态微泡浮选柱是作为一种回收精度高的尾煤回收设备,由于其分选效果好,结构简单、操作方便,近年来被各大选煤厂广泛应用。
微生物脱硫工艺
微生物脱硫是一种利用微生物去除硫化氢等硫化物的工艺。
这种工艺主要应用于石油、天然气、煤等含硫化合物较高的工业领域。
微生物脱硫工艺一般包括以下步骤:
1.筛选合适的微生物菌种:首先需要筛选出适合脱硫的微生物菌种,这些微生物通常是一些厌氧细菌,如Desulfovibrio、Desulfotomaculum等。
2.培养微生物:将筛选出的微生物菌种进行培养,提供适宜的生长环境,包括适宜的温度、pH值、氧气浓度等条件。
3.提供底物:在脱硫过程中,微生物需要利用硫化氢等硫化物作为底物进行代谢,产生硫化铁等产物。
4.控制条件:保持反应系统的温度、pH值、氧气浓度等参数在适宜范围内,以促进微生物的生长和代谢活动。
5.收集产物:收集微生物脱硫产生的硫化铁等产物,并对其进行处理和回收利用。
微生物脱硫工艺相对于传统的化学脱硫工艺具有一些优势,如操作条件温和、无需高温高压、产物易处理等。
然而,也存在一些挑战,如微生物的生长速度较慢、受环境条件影响大等。
因此,在实际应用中需要综合考虑工艺优势和限制因素,选择合适的微生物脱硫工艺方案。
煤的微生物脱硫技术浅析摘要:生物脱硫技术有很好的发展前景,介绍微生物脱除煤中有机硫和无机硫的机理,以及研究发展情况。
关键词:煤;脱硫微生物;无机硫;有机硫;黄铁矿1.前沿众所周知,中国的一次能源消费中,煤炭的消耗占据了主导地位。
国内对煤炭的利用主要包括煤的直接燃烧、煤的干馏等方式,无论哪种形式的利用,都会不可避免的产生大量的SO2,H2S等含硫化合物,而现阶段对煤气中含硫化合物的脱除主要采用化学方法来进行。
利用化学方法脱硫大都需要特殊的脱硫设备和催化剂,能源消耗较大,脱硫效率不高。
就目前比较流行的HPF湿法脱硫技术而言,一套脱硫设备主要包括一台煤气预冷塔、两台煤气脱硫塔(一开一备)、两台脱硫再生塔(一开一备)以及两座反应槽,整套设备都是采用特殊的钢材分段焊接而成,由此带来高昂的设备基建及维修费用。
此外工艺运行过程中,需要不断地补充氨源,反应槽中需要定期添加脱硫催化剂,再生塔需要连续鼓入大量的压缩空气,带来较高的运行成本。
湿法脱硫技术仅仅能脱除煤气中的无机硫化物,而对于煤气中有机硫化物的脱除一般需要引进新的设备和工艺。
干法脱除有机硫可分4类,即吸附法、热解法、水解法和加氢转化法。
无论哪种工艺,都需要用到大量的贵重金属催化剂,且催化剂容易永久失活,整天而言运行成本较高。
综上所述,如果能将煤气脱硫步骤提前至燃前阶段势必能减少后期煤气净化过程中的成本与压力。
近10年来,利用微生物来脱除煤中的含硫化合物已经成为研究的热点问题,并且已取得重大突破。
煤中硫化物的种类煤中的硫通常以有机硫和无机硫的状态存在。
有机硫是指与煤有机结构相结合的硫,其组成结构非常复杂,主要存在形式有硫醇、硫醚、双硫醚以及呈杂环状态的硫醌和噻吩等。
所以硫分在0.5%以下的大多数煤,一般都以有机硫为主,煤中的有机硫不易清除。
煤中的无机硫主要赖在矿物质中各种含硫化合物。
主要有硫化物硫和少量硫酸盐硫,偶尔也有元素硫的存在。
硫化物硫以黄铁矿为主,其次为白铁矿、磁黄铁矿(Fe7S8)、闪锌矿(ZnS)、方铅矿(PbS)等。
煤的微生物脱硫技术研究进展生物工程 105611017 任改梅摘要:煤的微生物脱硫技术目前在国内外研究关键词能源是人类社会发展不可或缺的驱动力。
时至今日,人类社会的发展已经经历了3个能源时期——柴草时期、煤炭时期和石油时期,可以说人类社会利用能源的类型在某种意义上反映着社会的发展水平。
然而,20世纪70年代的两大石油危机的爆发使人们不得不关注煤炭的应用。
但与此同时,大量的煤的燃烧对环境造成的危害也日趋显著;酸雨现象就是最为引起人们关注的其中之一。
而导致酸雨的主要原因还是在于煤燃烧所释放出的SO2。
因此,美日、欧共体等发达国家对使用煤的硫含量有了严格的限制,对于不符合含硫标准的煤必须经过洗煤场的处理等而达标方可使用;我国也于1994年开始实施跨行业行动的“洁净煤技术工程(Clean Coal technology, 简称CCT)”,而其中煤炭脱硫被列为该项工程的主要研究项目。
目前,煤炭的脱硫技术按燃烧过程可以分为燃烧前脱硫、燃烧中固硫和燃烧后烟道气脱硫三个方面。
从经济角度考虑,燃前脱硫成本最低,是煤炭脱硫研究的主要环节。
煤炭燃前脱硫的主要方法包括物理方法、化学方法和生物方法。
物理法是采用磁选、重选、浮选等对煤进行处理;化学法是在高温、高压的条件下,利用氧化剂氧化达到脱硫的目的;生物法是利用微生物能选择性地氧化煤中的无机硫和有机硫,达到脱硫的目的。
比较而言,物理法只能脱去其中的部分无机硫而不能脱去煤中的有机硫;化学法能耗大、成本高;生物法不但能脱出结构复杂、粒度很细的无机硫,同时也能脱去部分有机硫,具有安全、环保、低耗和高效等优点,也是使其成为目前科研工作者研究该项技术主要部分的关键因素。
1煤炭脱硫技术背景知识介绍1.1煤中硫的赋存形态煤炭脱硫与硫在煤炭中的赋存状态有密切关系,硫在煤炭中存在形式较复杂,主要包括无机硫和有机硫,有时还包括微量的呈单体状态的元素硫。
有机硫以硫醇类(R-SH)、硫醚类(R-S-R’)、硫蒽类(R-S—S-R’)、硫醌类等结构的官能团存在于煤中;无机硫主要以硫化物的形式存在,还有少量的硫酸盐中的硫,无机含硫矿物以黄铁矿为主,硫酸盐以钙、铁、镁和钡的硫酸盐类形式出现。
煤炭微生物脱硫的机理和基本方法-微生物论文-生物学论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——一、前言在冶金和化工生产中,由于部分生产技术和制硫酸技术有限,完全不能够达到环保的要求。
同样,在燃煤脱硫过程中,由于我国燃煤污染较为严重,导致酸雨等各种影响人类生存和身体健康的因素出现。
在无机化工工艺和燃煤头脱硫中应用微生物,其主要目的就是在于降低污染物的排放,达到保护环境的效果。
二、微生物脱硫机理1、无机硫的脱除机理通过多年来的研究,发现微生物脱除无机硫的反应原理主要分成直接作用和间接作用。
直接作用的机理在于,依靠微生物的直接吸附效果,氧化矿物质上的黄铁矿,直至溶解。
或者说,是黄铁矿硫被微生物直接氧化变成了Fe3+ 和SO42-;间接作用主要为微生物吸附在矿物的上面,代谢之后,微生物产出了高价铁离子,在这种离子的作用下,微生物继续氧化黄铁矿,直到全部溶解。
或者说,是通过微生物作用后,铁离子由二价氧化变成了三价,接着,三价铁离子又依靠自身的化学反应,进一步发黄铁矿硫氧化成了硫酸根或单质硫。
有效区分这两种作用效果的方法是看Fe3+ 是如何生成的,依靠判断直接生成和间接生成这两种方式来区分两种作用效果。
通过研究后发现,直接作用和间接作用并不是单独存在的,而是同时出现在脱除无机硫的全过程,同时,不论是直接作用,还是间接作用,两个作用过程都会出现二价铁离子氧化变成三价铁离子的反应。
总而言之,从研究结论了看,目前发现的无机硫的构成和分类都是很简单的,目前研究也比较深入和成熟了,在国外,对无机硫的研究已经到了半工业试验的程度。
2、有机硫的脱除机理在煤炭中,有机硫存在的形式主要是大分子结构。
所以,单纯使用物理方法来脱硫,难以取得好的效果。
从目前的研究来看,一般是使用化学方法和微生物这两种办法来脱硫。
有学者研究发现,以DBT 作为模型的有机硫脱除的基本原理主要可分为4-S机理和Kodama 机理这两种。
煤炭生物脱硫技术作者:王丽丽来源:《硅谷》2008年第15期[摘要]微生物脱硫技术在煤炭加工及环境保护方面显示出潜在的优势,介绍煤炭微生物脱硫技术的机理、种类。
并提出存在的问题及进一步的发展方向。
[关键词]煤炭微生物脱硫中图分类号:Q93 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2008)0810004-01在我国一次性能源消费结构中,煤炭占70%以上。
每年以燃烧方式消耗的煤炭占总量的80%左右。
煤直接燃烧释放出大量SO2所造成的酸雨不仅危害工农业生产及人们的身心健康,给国家和社会带来巨大损失,而且加大了企业成本。
煤炭的生物脱硫技术适应了当前环保要求,它是利用微生物能选择性的氧化煤中的有机硫和无机硫,从而达到除去煤中硫的目的,其优点在于投资少、运行成本低,脱硫效率高。
对于我国这样的发展中国家来说,煤的燃前脱硫,尤其是通过发展和应用微生物脱硫技术来降低煤的含硫量具有非常重要的意义。
一、脱硫微生物迄今为止,已发现对煤中的硫有脱除作用的微生物有几大类,10几种[1]。
用于煤脱除无机硫的微生物主要有氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、氧化亚铁微螺菌等三种,这三种细菌为中温菌,其中前两种属于硫杆菌属,后一种为微螺菌属[2]。
对于煤炭中的有机硫,目前最有效的菌种为假单细胞菌属(Pseudmonas)的假单胞菌(CBI)、硫化叶菌属(Sulfolobus)中的叶硫球菌、S.brierleyi、红球菌属、芽孢杆菌属、不动杆菌属、根瘤菌属以及埃希氏菌属等。
实际上叶硫球菌对无机硫的脱除也是有效的[1,3]。
另据报道,美国曾筛选出能特异性降解煤中有机硫的玫瑰色红球菌[4]。
此外,还有关于大肠杆菌、链霉菌和白腐菌等微生物脱除煤中有机硫实验的报道[5]。
二、微生物脱硫机理(一)煤中无机硫的脱除机理微生物脱除无机硫的实质是使难溶的金属硫化物溶入浸取液中(主要为黄铁矿)被氧化,脱硫过程的氧化过程。
普遍看法是这一过程有细菌的间接作用与直接作用两种机理[2]。