煤炭脱硫和生物漂白.ppt

《煤炭脱硫和生物漂白.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、7.7煤炭的微生物脱硫7.7煤炭的微生物脱硫脱硫微生物的分类微生物的两种脱硫机理微生物的脱硫方法影响煤炭微生物脱硫的因素煤炭微生物脱硫技术中存在的问题煤炭生物脱硫技术的应用前景煤炭是我国的主要能源,占整个能源消耗的70%左右。我国又是高硫煤储量较多的国家。据统计,我国煤炭资源中大约有30%的煤含硫量在2%以上。从而煤炭脱硫问题便成为一个日益关注的焦点。脱硫方法煤炭燃烧前脱硫：物理方法、化学方法及微生物方法。物理方法只能除去煤炭中的以黄铁矿等形式存在的无机硫；化学方法不但可以去除煤炭中的无机硫，而且还可以去除煤中以有机形式结合的硫，但是化学法在去

2、除煤中有机硫的同时也破坏了煤的分子结构，导致煤炭热值下降；微生物方法是利用嗜硫菌可以氧化有机硫化合物或还原态硫而获得其生命活动所需之能量的特点，以此达到脱除煤中有机硫和无机硫的目的。脱硫过程在进行煤的微生物脱硫之前，首先将煤粉碎成直径大约为100μm的颗粒。经粉碎的煤粉再与水和某些为微生物生长所需要的营养盐类混合。将这种煤粉浆液加到反应器中，再注入已培养好的微生物。不同种类的微生物可除去不同类型的硫分，当不同种类的微生物需要不同的环境时，就必须使用不同的反应器。此时，可将不同的反应器串联起来。反应器需通入空气，以提供微生物足够的氧气和产生适度的

3、搅拌混合效果。经脱硫后的煤粉浆在分离器中进行分离，煤经洗涤、脱水和干燥成为洁净煤。微生物脱硫：在极其温和的条件下利用生物氧化-还原降解反应使煤中硫得以脱出的一种低能耗的方法。据研究表明:微生物脱硫是煤然前脱硫方法中最经济的方法。现在微生物脱硫的研究主要有2个方面:微生物菌的筛选和脱硫工艺的研究。脱硫微生物目前已经发现对煤中硫有浸出作用的微生物有许多,按照它们最佳生长温度可以分为3类:中温菌、中等嗜热菌和高温菌。用于煤脱除无机硫的微生物主要有：氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和氧化亚铁微螺菌3种;用于煤脱除有机硫的微生物主要有假单胞菌、叶硫球菌、红球

4、菌属、芽孢杆菌属、不动杆菌属、根瘤菌属以及埃希氏菌属等。微生物脱硫机理煤中无机硫以黄铁矿为主,而有机硫则种类较多,结构复杂。下面主要从2个方面对微生物的脱硫机理进行阐述。煤中无机硫的脱除机理由于煤中无机硫主要以黄铁矿为主,以黄铁矿为例来进行说明。微生物脱除无机硫的实质是使难溶的金属硫化物(主要为黄铁矿)氧化,使金属阳离子溶入浸取液中,脱硫过程是S2-的氧化过程。这一过程有间接作用与直接作用2种机理。微生物的间接作用是黄铁矿被溶液中的Fe3+氧化,Fe3+作为强氧化剂与金属硫化物反应,将黄铁矿硫氧化为SO2-4或元素S,然后再在微生物的作用下Fe

5、2+被O2氧化成Fe3+,这一过程可以用下面3个化学方程式描述:FeS2+14Fe3++8H2O→15Fe2++2SO2-4+16H+FeS2+2Fe3+→3Fe2++2S↓4Fe2++O2+4H+→4Fe3++2H2O微生物的直接作用是黄铁矿在微生物的作用下直接被O2氧化,生成Fe3+和SO2-4。其反应方程式如下所示:4FeS2+15O2+2H2O→4Fe3++8SO-4+4H+煤中有机硫的脱除机理煤中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、多硫链以及呈杂环状态的硫醌和噻吩等。有机硫与煤中有机

6、质共生,结为一体,分布均匀,通过物理方法很难脱除。有机硫的脱除：通常以二苯并噻吩(DBT)作为模型化合物来研究微生物对煤中有机硫的脱除机理。以DBT为模型化合物的脱硫机理可分2种:一是以硫代谢为目的的4-S途径;二是以碳代谢为目的的Kodama途径。在4-S途径中,DBT中的硫经过四步氧化,最终生成SO2-4和2,22羟基连苯。4-S途径直接将有机硫原子以SO2-4的形式从有机物中除去,对碳原子骨架不发生降解,使有机物碳含量不变,相对于煤的热值损失小。对于Kodama途径,微生物以DBT中碳为代谢对象,使DBT的芳香环结构分解但有机硫原子仍残留

7、在分解产物中。这里所说的Kodama途径主要包括2个方面:(1)DBT在微生物的作用下,其中1个苯环发生断裂或羟基化,或者是噻吩环中硫原子被氧化,生成水溶性的噻吩产物。(2)微生物以碳和硫为能量来源,最终降解为H2SO4、CO和H2O。相对于4-S脱硫途径来说,由于芳环分解、溶出和CO2的生成,在Kodama途径中,煤中的含碳量明显下降,煤质结构将有较大程度的破坏,其热值损失较大。3微生物脱硫的方法（无机硫）目前煤炭脱硫有燃前脱硫、燃中固硫和燃后烟气脱硫等3种方法。微生物脱硫法是煤燃前脱硫法的一种,常用的生物脱硫方法主要有微生物浸出法、微生物表

8、面氧化法和微生物絮凝法。3.1微生物浸出脱硫微生物浸出法就是通过利用微生物的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煤炭中排除的一种