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1、生物法烟气脱硫技术研究及发展前景发布日期：2009-6-510:12:59 (阅194次)关键词: SO2 生物法 烟气脱硫摘要:生物法烟气脱硫具有低能耗、低成本、无污染等优点,成为烟气脱硫技术研究的热点。介绍国内外生物法烟气脱硫技术的工作机理、研究进展及发展前景,认为寻找可用于燃煤烟气脱硫的微生物菌种、了解其代谢途径、提高脱硫效率是生物烟气脱硫技术研究的关键,指出今后研究应集中在高效功能菌的选育、脱硫菌分子遗传学的研究和生物反应器的开发上,并加快该技术的工业化进程。关键词:烟气脱硫;SO2污染;生物
2、法0引言煤炭燃烧生成的SO2随烟气进入大气,可能会形成酸雨,对人类生存环境产生极大的危害。而目前我国的能源结构以煤炭为主,占一次能源的75%,并且随着经济的增长,在今后若干年内还有上升的趋势。目前可以进入工业化的技术多为物理和化学方法,与这些方法相比,生物法脱硫去除率高、成本低、能耗少,展示了广阔的应用前景。本文将对生物烟气脱硫技术的研究进展进行介绍。1传统的烟气脱硫技术若烟气中SO2体积分数达到3%以上,便可采用一般接触法制硫酸的流程进行反应,既可以控制SO2对大气的污染,又可回收硫磺。本文主要介绍烟
3、气中SO2体积分数在3%以下的控制和回收技术,即所谓烟气脱硫(FGD)。世界各国从20世纪50年代开始研究脱硫技术,至今脱硫技术已达200多种。根据脱硫过程所处的不同阶段,可分为燃烧前脱硫(如洗煤技术、固硫技术等)、燃烧中脱硫(如炉内喷钙技术)和燃烧后脱硫即烟气脱硫,其中烟气脱硫技术是目前控制大气中二氧化硫排放最有效和应用最广的一项脱硫技术。烟气脱硫就是应用化学、物理或者生物的方法将烟气中的SO2予以固定和脱除。烟气脱硫技术多种多样,根据脱硫过程是否有水参与及脱硫产物的干湿状态可以分为湿法、半干法和干法
4、烟气脱硫。另外还有循环流化床、氨法、镁法、钠法、海水脱硫、电子束辐射法、脉冲电晕放电法等。目前,烟气脱硫技术中最为成熟的为湿法技术,据国际能源机构的调查统计,全世界湿法脱硫工艺装置占FGD总装机量的82%。湿法脱硫技术尽管脱除效率较高,可达90%以上,脱硫剂利用率高,但其设备费用约相当于发电厂全部建设费用的10%,且运行费用也很大。为此,探求技术上先进、费用上经济的烟气脱硫技术成为环保工作者关注的焦点。煤炭中无论无机硫还是有机硫,一经燃烧均成为可被微生物间接利用的无机硫—SOx。因此,发展与湿法技术相结
5、合的微生物烟气脱硫技术是燃煤电厂脱硫技术研究的必然趋势。2生物法烟气脱硫技术应用微生物脱硫的研究是伴随着利用微生物选矿的研究而开始的。1947年,Colmer和Hinkle发现并证实化能自养细菌能够促进氧化并溶解煤炭中存在的黄铁矿,这被认为是生物湿法冶金研究的开始。在20世纪50年代,Leathan及Temple等人就分别发现某些化能自养微生物与煤中的硫化铁的氧化有关,并从煤矿废水中分离出氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillusferrooxidans)。但直到20世纪70年代,随着酸雨和大气污染问题的
6、日益严重,微生物脱硫技术才开始得到重视。微生物脱硫技术可以用在很多方面,近年来,在微生物煤炭脱硫、微生物除臭、微生物降解挥发性有机气体的研究和工业应用方面取得了较大进展,而将微生物用于烟气脱硫(BFGD)是一项较新的技术,目前文献报道极少。但随着人们对脱硫微生物认识的进一步提高,生物脱硫技术将被广泛地应用于烟气脱硫。2.1菌种的筛选分离微生物烟气脱硫技术是利用化能自养微生物对SOx的代谢过程,将烟气中的硫氧化物脱除。在微生物脱硫过程中,氧化态的污染物如SO2、硫酸盐、亚硫酸盐及硫代硫酸盐经过微生物的还原
7、作用生成单质硫而被去除。目前研究认为有2种方式:一是同化型硫酸盐还原作用,利用微生物把硫酸盐还原成还原态的硫化物,然后再固定到蛋白质中;另一种是异化型硫酸盐还原作用,是在厌氧条件下将硫酸盐还原成硫化氢的过程。典型的脱硫细菌有排硫硫杆菌(Thiobacillusthioparus)、氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillusferrooxidans)、脱氮硫杆菌(Thiobacillusdenitrificans)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、贝氏硫菌属(Beggiatoa)、辫硫菌属(Thi
8、oploca)、发硫菌属(Thiothrix)、紫色硫细菌(Chromatiaceae)、绿色硫细菌(Chlorobiaceae)等。寻找可用于燃煤烟气脱硫的微生物菌种、了解其代谢途径、提高脱硫效率是生物烟气脱硫研究的关键。文献[1]成功地分离出一株无机化能自养型的脱氮硫杆菌(Thiobacillusdenitrificans),该菌在pH值为2.0～3.0的条件下有较好的脱硫性能和潜力,不仅可以利用硫代硫酸盐作为能源,而且可以利用硫酸盐作
