“科技論壇_TECH■中國晰樁術(shù)生煤炭的生物脫硫技術(shù)◆文/金城君[摘要] 本文簡介了微生物脫硫技術(shù)的分類和作用原理,并對國內(nèi)外的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,總結(jié)了微生物脫磕技術(shù)的優(yōu)炮性和存在的問題,提出了煤炭微生物脫硫技術(shù)的可行性和應(yīng)用前景。[關(guān)鍵詞]煤炭微生物脫硫我國是煤炭大園,煤炭也是我國主要的燃料和化工原料,在可吳根 踩旭東)。.以預(yù)見的未來,其在次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的地位不會改變。煤炭的利.三、存在的問題用絕大部分是通過燃燒來實現(xiàn)的,它在為工業(yè)生產(chǎn)和人類生活提供1、菌種能量的同時,也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染,最突出的是煤中硫的燃燒所造成現(xiàn)有脫硫菌種單一,生長周期較長,而且脫硫的速度比較慢,因的危害。且隨眷我國煤層采擁深度的增大,高碗煤的問題也越來越突出。因而 脫硫效率不高,制約了微生物脫硫技術(shù)的工業(yè)放大和推廣。此,高效的脫硫技術(shù)是當(dāng)前環(huán)境工程技術(shù)的熱點(diǎn)之一。微生物脫除有機(jī)硫菌種單一,雖然已經(jīng)找到一些能脫除壅吩(DBT)硫的菌種,但由于煤中有機(jī)硫存在形式復(fù)雜,而且差異較大,因此有待于選育出適生物脫碗是很有潛力的潔凈煤技術(shù)之一,與化學(xué)和物理方法的應(yīng)性廣 ,能脫除多種形式有機(jī)硫的菌種,以提高脫硫效率。脫硫相比,具有投資少低耗高效、有效減少環(huán)境污染等憂點(diǎn)。生物需要改變目前酸性介質(zhì)下改性和分選狀況,尋找高效低能耗菌。法是利用微生物能選擇性地氧化煤中的有機(jī)硫和無機(jī)硫,從而達(dá)到.2、機(jī)理除去煤中殖的目的,其優(yōu)點(diǎn)是能專一脫除結(jié)構(gòu)復(fù)雜、嵌布粒度很細(xì)基礎(chǔ)理論的研究方面,微生物脫硫理論研究有待于進(jìn)一步深化，的無機(jī)硫,同時又能脫除部分有機(jī)碗,而且投資少、運(yùn)行成本低、脫以指導(dǎo)工藝設(shè)計 ,優(yōu)化工程技術(shù)參數(shù)。對煤炭脫硫細(xì)菌的作用機(jī)理硫效果好。(煤炭徽生物脫硫技術(shù)研兗進(jìn)饜陳福林,膺云)目前常用了解也還不夠深人,關(guān)于煤中無機(jī)殖的 脫除機(jī)理現(xiàn)在還沒有一個定生物脫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論， 面對有機(jī)硫的脫除機(jī)理也只是研究了二苯壅吩的脫除機(jī)理,其氧化作用將黃鐵礦氧化分解成鐵離子和硫酸,硫酸溶于水后將其從它的如硫醇、硫醚、還有就是碗醌等 的脫除機(jī)理和方法,到現(xiàn)在也還煤炭中排除的一種脫碗方法[1] (綠色化的煤炭生物脫碗技術(shù)及其沒有弄明白。應(yīng)用張東晨)。 ②表面處理法是一種將微生物技術(shù)與選煤技術(shù)結(jié)合3、成本起來,開發(fā)出的一種微生物浮選脫碗技術(shù),克服了目前常規(guī)浮選精培養(yǎng)基成本高，脫碗產(chǎn)生的酸性廢液對裝置材料的質(zhì)量要求比煤黃鐵礦污染嚴(yán)重、脫硫效果不高的缺點(diǎn)[2](煤炭生物脫硫的白腐較高 ,漿態(tài)攪動過程的動力消耗較大;在脫硫過程中,不是煤漿要求菌浮選和澄濾研兗鞏冠群,陶秀樣)。過細(xì),就是脫碗時間長、能耗高,一定程度上增加了生產(chǎn)成本。煤中無機(jī)硫以黃鐵礦為主,而有機(jī)碗則種類較多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。4、應(yīng)用前景微生物脫除無機(jī)硫的實質(zhì)是使難溶的金屬碗化物(主要為黃鐵采用微生物技術(shù)脫除煤中的硫具有諸多優(yōu)點(diǎn)，徽生物法要求的礦)氧化,使金屬陽離子溶人浸取液中,脫硫過程是S2-的氧化過程;反應(yīng)條件溫和(常 溫常壓),對設(shè)備的要求也低得多,因此,成本較低、煤中有機(jī)碗是指與媒有機(jī)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的德,其脫除通常以二苯并噻流程簡單,容易實現(xiàn),對煤結(jié)構(gòu)也無明 &破杯,且對生態(tài)環(huán)境保護(hù)有吩(DBT)作為模型化合物來表征微生物對煤中有機(jī)硫的脫除機(jī)理。益,極具推廣 價值和發(fā)展?jié)摿?。以DBT為模型化合物的脫硫機(jī)理可分兩種:- -是以硫代謝為目的的微生物法脫確是人工加速自然界硫循環(huán)的過程。盡管還存在許4-8途徑國Iabister J D, Wyza R E , Lppold J.et a1Conf.Reduce- -ing多的問題 ,但這種技術(shù)對生態(tài)環(huán)境的效益是其它脫硫方法無可比撳的。據(jù)Risk Eavion [R].Chemn. Bicech.ede.Omen CS ,Colwell R R ).Plenun 分析 ,微生物脫硫成本納在每噸40-50元,比現(xiàn)行的煤燃中脫硫技術(shù)、燃Preso 1988:281-293.;二是以碳代謝為 目的的Kodama途徑[4] Ko-燒 后的煙氣脫硫技術(shù)和其燃燒前的脫硫技術(shù)都更具有競爭力。dema K ,Naketari K . Umehars K ,Shimizn K , Minoda 1, Yamaeda K.Agri-我國在煤炭微生物脫碗的技術(shù)研究的系統(tǒng)性上還存在一定缺culturel[R].Boil Chemistry , 1973:37- -50..陷,而且現(xiàn)有的幾乎都是實驗室條件和半工業(yè)化條件下的。因此,開.二、研究進(jìn)展發(fā)適合我國的徽生物脫硫技術(shù)具有廣闊的前景,對滿足日益增長的目前,利用微生物選銅礦、金礦、鈾礦等已實現(xiàn)工業(yè)化。但用微能源筒求湘遵循日 益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)具有特別重要的意義。生物進(jìn)行煤炭脫硫則處于實驗室試瞼和半工業(yè)化應(yīng)用階段。參考文獻(xiàn)美國愛達(dá)荷國家工程實驗室(1978)和意大利Porto ore(1993) [1] 張東晨.綠色化的煤炭生物脫硫掛術(shù)屣其應(yīng)用D]. 中國礦業(yè)，采用示范性中試裝置,細(xì)蕭處理7-10天,黃鐵礦磽脫除率達(dá)90%。2002,11(6)C lark( 19 93)用T.f erorian。 和Lefroidans對匹茲堡煙煤脫硫[2] 鞏冠群,等.煤炭生物脫確的白庸茵浮逸和浸濾研兗[].煤炭科學(xué)試驗,淋濾17天后,前者脫硫串79.5% ,后者71%)(煤中硫的賦存技 術(shù).2006,34(2)特征及微生物脫硫楊洪英,鞏恩普)。[3] Isbser J D,Wyza R ELippold J.ca1 .Conf .Reoducing Risk EnvionKitae Be(k(2002)bhdoccu rhodchrou ICTS8 對賓夕法尼亞褐[R].Chem Biotech. (eds. Omenn GS,Colwell R R ).Plenum Prcs. 1988:煤煤樣進(jìn)行試驗，水媒漿處理10~15天，脫巍辜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年我國的徐毅、鐘慧芳等用氧化亞鐵硫桿菌Tf-4菌株[5] 楊洪英,等.煤中硫的賦存特征及微生物朧硅]逸煤技水,2004,2脫除四川松藁煤礦樣品中黃鐵硫,取得了初步的成果。在單因子試(1驗條件下,采用Leaher培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌,煤漿起始pH值為2.2,接[6] Kiae Back.ca 1.Mirobal deufirzatian of slubinincalaJ].Bioc.c種量為1012細(xì)胞/g黃鐵礦.煤漿濃度為10% .遙床轉(zhuǎn)速140- 170r/ nology !中國煤化工min,總脫硫期為12天,煤總含硫量從2.45%降至1.20 %。但是氧化[7] 吳1前景U].工程與技術(shù)亞鐵硫桿菌只能脫除原煤中的單體解離或連生體的黃鐵礦,而對完TYHC N.M.H G與環(huán)境學(xué)院環(huán)境工程專業(yè))全包裹的黃鐵礦則無能為力川(微生物脫硫技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展前最