第五章应用一燃煤微生物浮选脱硫技术
燃煤电厂烟气脱硫技术简介
燃煤电厂烟气脱硫技术简介摘要：现阶段，社会经济发展速度显著加快，一定程度上提升了人们物质生活水平，使煤炭资源紧张程度加剧，且可持续发展思想与环保理念深入人心。
火电厂污染物的排放量大，对于能源的消耗也更多，因而有必要加大控制力度，对脱硫脱硝与烟气防尘技术进行优化与改善，使污染物的实际排放量得以降低，全面优化能源的利用效果。
由此可见，深入研究并分析火电厂锅炉脱硫脱硝与烟气除尘技术十分有必要。
关键词：燃煤；电厂；烟气脱硫技术引言通过燃烧煤炭、天然气、石油等能源物质实现由化学能向电能的转化，是中国现阶段最主要的电力生产方式。
随着人们生活水平的提升，对于电能的需求也在不断增加，进而导致了较为严重的烟气污染问题。
在这样的情况下，有必要围绕电厂实际运行情况落实完善的锅炉烟气脱硫、脱硝及烟气除尘技术，同时进一步提升对于烟气污染的治理能力，确保可以在发电过程中有效落实可持续发展的绿色理念。
1燃煤电厂烟气脱硫技术各国从脱硫技术的要求出发，已经开发了很多燃煤锅炉控制SO2排量技术，并应用于工程中。
这些技术总结起来分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。
利用化学、物理或生物方法脱去煤中硫被称为燃烧前脱硫，因其工艺成本高，尚未得到广泛应用。
在燃烧过程中对煤进行脱硫称为燃烧中脱硫，主要有循环流化床锅炉燃烧脱硫技术和炉内喷钙技术。
燃烧后脱硫（Flue Gas Desulfurization，FGD）是对燃烧后的烟气进行脱硫，主要有海水法、石灰石—石膏法、氨吸收法和双碱法，是目前世界范围内应用最广泛、规模最大的脱硫技术。
西安某火电厂1#、2#机组（2×300MW）采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺，使用石灰石作为脱硫剂，工艺上将其研磨成细粉与水混合制成吸收浆，吸收浆与烟气在吸收塔内混合接触，浆液中的碳酸钙与烟气中SO2、空气混合接触并发生氧化反应，最终生成二水石膏。
脱硫后的烟气经换热器加热升温后排入空气，余下的石膏浆经脱水处理后回收并循环利用。
煤炭燃前脱硫方法及其应用现状
二、煤炭脱硫的方法
为了降低煤炭中的硫含量，减少对环境的污染，研究人员已经开发出了多种脱 硫方法。以下是几种目前广泛使用的煤炭脱硫方法。
1、物理洗选脱硫：这种方法是利用煤和硫的物理性质差异，通过水力旋流器 等设备将煤和硫进行分离。虽然这种方法在理论上可行，但实际操作中，由于 煤和硫的物理性质相近，难以实现有效的分离。
2、生物法
生物法是一种利用微生物将煤炭中的硫转化为其他形态的方法。微生物可以将 煤中的有机硫转化为无机硫，并将其从煤炭中分离出来。生物法的优点是操作 简单、成本低，同时对环境友好。但缺点是脱硫速度较慢，需要经过长时间的 反应才能达到较好的脱硫效果。
3、物理法
物理法是一种利用物理手段将煤炭中的硫从其结构中分离出来的方法。其中， 最具代表性的是浮选法和重选法。浮选法是利用不同矿物的密度不同，通过浮 选药剂的作用，使煤和黄铁矿等矿物分离。重选法则利用不同矿物的密度不同， 通过振动等手段将煤和黄铁矿等矿物分离。物理法的优点是可以直接从煤炭中 分离出硫，工艺简单、成本低。但缺点是无法脱除煤中所有的硫，且对含硫量 较高的煤炭效果不佳专家访谈等方法，对国内外煤炭燃前脱硫 工艺的研究现状进行了系统梳理和分析。首先，通过查阅相关文献了解各种脱 硫工艺的研究成果和实际应用情况；其次，结合实地调查，了解现有工艺在实 际运行中的优缺点；最后，通过专家访谈，对各种工艺的未来发展进行了展望。
结果与讨论
应用现状：
目前，化学法和物理法在工业生产和实际应用中较为广泛。化学法虽然可以脱 除大部分的硫，但工艺复杂、成本高，且可能对环境造成一定的影响。物理法 则无法脱除煤中所有的硫，且对含硫量较高的煤炭效果不佳。生物法则处于研 究阶段，尚未在工业生产中得到广泛应用。
在实际应用中，脱硫方法的选用需要考虑煤炭的含硫量、脱硫成本、设备投资 等因素。对于含硫量较低的煤炭，可以采用简单的物理法进行脱硫；对于含硫 量较高的煤炭，可以考虑使用化学法或生物法进行脱硫。此外，还需要考虑脱 硫过程中产生废弃物的处理和再利用问题，以降低对环境的影响。
燃煤烟气脱硫技术
近年来，我国越来越重视环境污染问题，相关环保政策和大气污染物排放标准的相继出台，对烟气排放的要求越发严格。
在超低排放的背景下，降低燃煤烟气中的硫含量排放势在必行。
目前，我国燃煤烟气脱硫工艺迅速发展，也引进了许多国外先进的脱硫技术并实现了本土化。
常见的脱硫技术以燃烧阶段为基础可以分为三大类，即燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫。
目前，燃烧后脱硫技术以其成熟的技术优势在世界范围内广泛应用，尤其是在发达国家内更是占有最高的市场比例，取得的效果显著。
1 燃烧前脱硫在煤炭燃烧前将硫分从煤炭中脱离出来，以减少最终排放烟气中二氧化硫含量的技术称为燃烧前脱硫。
这种技术不仅能够提高煤炭自身的燃烧效率，使煤炭充分燃烧，还可以将硫元素对后续存在的工艺设备造成的伤害和影响降至最低。
根据脱硫基本原理燃烧前脱硫可分为物理法脱硫、化学法脱硫和微生物法脱硫。
1.1 物理法脱硫物理法脱硫利用煤中硫分和煤基体的密度、导电性、悬浮性等物理性质之间的差异而在洗选煤过程中脱除存在于煤中的无机硫，是我国目前较为常用的燃烧前脱硫方法。
该法的优点是工艺简单，投资少；缺点是只能脱除煤中的无机硫，对于煤中的有机硫没有脱除效果，并且脱硫效率也不高。
目前常用的工艺有：重选法、浮选法、磁选法、电选法。
重选法常用的脱硫设备有水力旋流机、摇床等。
该方法的优点是成本低、处理量大、污染小，但局限性也比较大，几乎不能脱除有机硫，对颗粒较细的煤炭脱除效果也不好。
浮选法利用矿物的疏水性，通过较多气泡黏附在其表面而上浮在浮选液之上，形成一种矿化泡沫层，刮除该层泡沫层从而实现煤炭与矿物杂质的分离。
磁选法首先将煤与含硫矿物经过强磁场，然后进入磁选，利用它们磁性的差异来分离煤中的含硫矿物。
但该方法只能脱除部分无机硫，对有机硫无脱除作用。
1.2 化学法脱硫化学法脱硫是在高温、高压、氧化剂等作用下，将煤中的硫氧化或者置换，最终实现脱硫目的。
该法的优点是能够脱除无机硫和大部分有机硫，但所用设备复杂，能耗大，成本较高，并且脱硫试剂对设备具有一定的腐蚀性，会破坏煤炭结构，难以工业化利用。
脱硫技术
喷淋吸收塔示意图
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石灰石／石 膏法的烟气 脱硫系统图
1—锅炉；2—电除尘器；6—吸收塔；9—氧化用空气；10—工艺过程用水；11—粉状石 灰石，13—粉状石灰石贮仓；14—石灰石中和剂贮箱；15—水力旋流分离器；16—皮带 39 过滤机；17—中间贮箱；18—溢流贮箱；20—石膏贮仓；21—溢流废水，22—石膏
三、海水烟气脱硫
• 海水因具有—定的天然碱度和特定 的水化学特性被用于烟气脱硫 • 海水烟气脱硫工艺适用于燃煤含硫 量不高并以海水为循环冷却水的海
边电厂
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海水烟气脱硫工艺的主要特点
1. 工艺简单，无需脱硫剂的制备，系统可靠， 可用率高 2. 系统脱硫效率高，—般可达90% 3. 不需添加脱硫剂，也无废水废料处理问题 4. 与其它湿法脱硫工艺相比，投资省，运行费 用低 不足之处： 1. 其应用有局限性，只能用于海边电厂，适用 于燃煤含硫量不大于1.5%的中低硫煤 2. 重金属和多环芳烃的浓度不能超过规定的排 放标准
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石灰石／石膏法
• 石灰石／石膏法和石灰石／石灰法最主 要的区别就是，向吸收塔的浆液中鼓入 空气，以强制使100%的CaSO3均氧化成 CaSO4(石膏)。这样，脱硫以后的固体副 产品不再是废物而需抛弃，而是有用的 石膏产品
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石灰石／石膏法的优点
1. 吸收塔将洗涤循环、石灰石溶解、强制空气氧化 及石膏结晶结合为—体； 2. 洗涤循环底槽内有机械搅拌和氧化空气分配系统； 3. 石灰石粉与水混合制浆后定量加入吸收塔内； 4. 引风机位于吸收塔烟气入口，没有腐蚀和结垢的 问题，吸收塔正压运行； 5. 采用回转式气／气烟气再热器，利用原烟气自身 热能加热洗涤脱硫后的冷湿烟； 6. 石膏浆液经水力旋流分离器和真空皮带过滤器脱 水及热烟气干燥处理，最终副产品为粉状或块状 石膏； 7. 在燃煤含硫量为 0.7%~2.5% 时， Ca/S ＝ 1.0~1.5 ， 可以达到 90%~99.2%的脱硫效率。对于含硫量高 于3%的煤种，其运行经验较少 36
煤炭洗选脱硫技术
煤炭洗选脱硫技术摘要：近年来，煤炭洗选脱硫技术得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。
本文首先对煤炭洗选技术相关内容做了概述，分析了我国选洗煤技术的发展问题，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就煤炭洗选脱硫技术展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：煤炭；洗选；脱硫；技术1 前言随着煤炭洗选脱硫条件的不断变化，对其相关技术方法提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践，并取得理想整体性效果。
基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。
2 煤炭洗选技术概述硫是煤中的有害物质，煤中硫可以分为无机硫和有机硫两大部分。
有机硫存在于成煤植物的母体中，煤中有机硫主要由硫醇、硫化物以及二硫化物三部分组成。
无机硫来自于煤中矿物质，无机硫可进一步按所属的化合物类型分为硫化物硫与硫酸盐硫，硫化物主要是以黄铁矿、白铁矿、砷黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿等形式出现；硫酸盐硫包括石膏、重晶石、绿矾等。
近年来，随着分析技术的改进，许多学者还在煤中检出了硫的另一种存在形态，即单质硫。
煤炭洗选是通过利用煤与杂质存在的物理性质差异和化学性质差异，通过物理、化学或微生物分选的方法将煤有效地从煤炭原料中洗选出来，并加工成质量均匀、用途不同的煤炭产品的一种加工技术。
按选煤方法的不同，可分为物理选煤、化学选煤、物理化学选煤及微生物选煤。
其中，物理选煤是根据煤炭和杂质存在的物理性质差异所进行的分选，如粒度差异、密度差异、硬度差异、磁性差异及电性差异等，主要的物理分选方法包括重力选煤和电磁选煤；化学选煤是利用化学反应使煤炭原料中的有用成分富集，从而达到去除杂质和有害成分目的的工艺过程，常用的化学选煤方法为脱硫；物理化学选煤又称浮游选煤，是依据矿物表面物理化学性质的差别所进行的分选，目前使用的浮选设备很多，主要包括机械攪拌式浮选和无机械搅拌式浮选两种；微生物选煤是利用某些自养性和异养性微生物的新陈代谢产物在煤中溶浸硫，以达到脱硫的目的。
选煤脱硫技术
选煤脱硫技术摘要本文介绍了各种选煤脱硫的技术方法,为不同煤的脱硫方法的选择提供科学依据,实现煤炭的高效洁净利用。
关键词选煤;脱硫;技术;方法1 概述煤炭脱硫技术可以分为3种:煤燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫。
煤燃烧前脱硫是指在煤燃烧前通过采用选煤技术、水煤浆技术、型煤技术、动力煤配煤技术等技术方法对煤炭净化,使煤炭的硫分和灰分降低,进而减少煤炭燃烧时的二氧化硫的排放量。
燃烧中脱硫是指在煤燃烧时向炉内喷入钙系和添加固硫剂进行脱硫。
燃烧后脱硫(又称烟气脱硫)是指对煤燃烧后排出的气体进行净化以减少二氧化硫的含量。
煤燃烧前脱硫,尤其是选煤脱硫是降低煤的含硫量的重要途径。
选煤作为洁净煤技术的源头,既能脱硫降灰,又能提高热能的利用率,而且选煤脱硫的费用远远低燃烧中和燃烧后脱硫。
所以,近年来国家在选煤脱硫方面的投资大大增加。
2 选煤脱硫技术煤炭中的硫分为有机硫和无机硫。
有机硫在煤中与碳原子以共价键结合,以噻吩型、硫化物型和硫醇型等形态存在,并且以噻吩型为主。
无机硫以矿物质形态存在,其大部分是以黄铁矿形态存在,还会有少量的硫酸盐和单质硫。
有机硫和无机硫相比,脱除有机硫要比无机硫困难。
选煤脱硫可分为物理脱硫、化学脱硫、生物脱硫、温和净化脱硫。
2.1 物理脱硫技术物理脱硫主要是重力选煤脱硫,也包括电磁选煤脱硫和拣选脱硫。
重力选煤即跳汰选煤、重介质选煤、空气重介质流化床干法选煤、风力选煤、斜槽和摇床选煤等。
重力选煤脱硫是利用煤中有机质和硫铁矿的密度差异使两者分离的方法。
它是物理选煤脱硫的主要方法。
重力选煤脱硫方法可以经济地除去大块黄铁矿,但不能脱除煤中有机硫。
电选是利用煤和矿物质介电性质的不同而进行的分选。
根据带电方式的不同将电选机分为3类:摩擦静电分选机、静电分选机、高压分选机。
其中,摩擦静电分选机能有效去除煤中的黄铁矿。
磁选脱硫主要是指高梯度强磁分离煤脱硫。
煤中的有机硫一般与可燃有机物结合在一起,呈逆磁性,无机硫则具有较强的顺磁性。
煤炭脱硫技术发展和应用现状
煤炭脱硫技术发展现状煤炭脱硫技术包括：洗选、化学、生物和微波等脱硫方法。
洗选法脱硫最经济，但只能脱无机硫；生物、化学法脱硫不仅能脱无机硫，也能脱除有机硫，但生产成本昂贵，距工业应用尚有较大距离。
洗选脱硫包括采用跳汰、摇床、水介质旋流器、螺旋溜槽和浮选等。
实践证明，上述方法对煤中黄铁矿呈粗粒嵌布（0.5mm以上）的团块的排除是有效的，但对细粒级煤和煤中黄铁矿呈细粒嵌布的高硫难选煤的处理时困难的。
其根源在于煤系黄铁矿的特殊表面性质，导致其具有一定疏水性，与煤分离难度增加。
（[] 郑楚光.洁净煤技术[M].武汉：华中理工大学出版社,1996：153.）煤炭脱硫技术总体上分为煤燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫三种，其中：（1）燃烧后脱硫技术又称烟气脱硫技术，该技术发达国家研究的比较多。
烟气脱硫的效率较高，脱硫效果较好，但其一次性投资运行费用较高，为电厂的1/3左右。
由于成本高，所以我国目前应用较少。
（2）燃烧中脱硫技术主要指向炉内喷入钙系脱硫剂的煤炭燃烧技术和添加固硫剂的型煤技术。
其中沸腾燃烧固硫方法主要是利用脱硫剂如CaO在床层温度下热解进行固硫反应。
利用该方法脱硫，要达到较高脱硫效果Ca/S的摩尔比必须大于10，因此如何提高脱硫剂的利用率，降低Ca/S比，同时又达到较高的脱硫效果，是沸腾燃烧脱硫的研究课题而流化床燃烧固硫是用于煤炭脱硫的又一种燃烧技术，它能实现炉内固硫和低温燃烧，从而降低SO2的排放量。
燃烧中脱硫普遍存在效率不高，且有易结渣、磨损和堵塞等问题。
（3）燃前脱硫技术主要包括通过洗选减少硫分、灰分，以降低SO2的排放的选煤技术、水煤浆技术、型煤技术和动力煤配煤技术等。
对于我国这样的发展中国家来说，煤的燃前脱硫，尤其是通过选煤来降低煤的含硫量具有非常重要的意义。
选煤是洁净煤技术的源头技术，既能脱硫又能降灰，同时还可以提高热能利用效率，并且选煤的费用又远远低于燃中和燃后脱硫。
煤的燃前脱硫又分为物理法、化学法和生物法三种。
煤炭燃烧前与燃烧中的脱硫技术简介
化学脱硫技术
热解法脱硫
在高温条件下，使煤炭中的硫分与添加的还原剂发生化学反应， 生成硫化物或单质硫而从煤炭中分离。
氧化法脱硫
利用强氧化剂将煤炭中的硫分氧化成硫酸盐或亚硫酸盐，然后将其 从煤炭中分离。
溶剂法脱硫
利用特定的溶剂将煤炭中的硫分溶解，然后通过蒸馏或萃取等方法 将溶剂和硫分分离。
效果显著；技术成熟，应用广泛。
缺点：处理过程较复杂，可能需要额 外能源，增加成本。
燃烧中脱硫技术
优点：可在燃烧过程中实时去除硫化物，操 作简便；适用于已建成燃煤电厂的改造。
缺点：脱硫效率相对较低，可能需要 特殊设备或催化剂。
选择依据与建议
选择依据
根据实际情况选择合适的脱硫技术，包括排放标准、投资成本、运行费用、技术成熟度等。
优点
操作简单，脱硫效果较好，适用于各种类型的煤。
缺点
需要使用大量的石灰石粉末，会增加燃料成本和设备磨损。
燃烧中其他脱硫技术
循环流化床燃烧技术
通过在循环流化床中燃烧煤，使煤与 空气充分混合，提高燃烧效率并降低 烟气中的硫氧化物排放。
电子束照射法
利用高能电子束照射烟气，使二氧化 硫和氮氧化物转化为硫酸铵和硝酸铵 等无害物质。
提高企业形象
采用脱硫技术可以减少污染物的排放，提升企业的环保形象，增强社 会责任感。
02 煤炭燃烧前的脱硫技术
物理脱硫技术
01
02
03
磁选脱硫
利用不同成分在磁场中的 磁性差异，将煤炭中的硫 分与其它成分分离。
重力分选脱硫
根据煤炭中硫分与其它成 分的密度差异，通过重介 质分选或跳汰分选降低煤 炭中的硫分含量。
生物脱硫技术
燃煤污染控制技术介绍
燃煤污染控制技术介绍燃煤污染是当今社会面临的严重环境问题之一。
为了改善空气质量和减少煤炭燃烧所带来的负面影响，人们开始研究和采用各种燃煤污染控制技术。
本文将介绍一些常见的燃煤污染控制技术，并着重讨论它们的原理和使用步骤。
一、脱硫技术：脱硫技术是控制煤烟中二氧化硫（SO2）排放的主要方法之一。
常见的脱硫技术包括石灰石-石膏法、浆纸脱硫法和石灰石-氨法。
1. 石灰石-石膏法：a. 原理：煤烟中的SO2与石灰石反应生成石膏，从而将SO2转化为无害物质。
b. 步骤：- 通过破碎和磨碎的方式将石灰石制成粉状。
- 将石灰石喷入燃烧设备中，与烟气进行接触反应。
- 生成的石膏沉淀于设备中，可进行后续处理或回收利用。
2. 浆纸脱硫法：a. 原理：将纸浆喷入煤烟中，通过与SO2发生化学反应将其脱除。
b. 步骤：- 制备纸浆，通常使用纸浆制造机或纸浆工艺来生成符合要求的纸浆。
- 将纸浆喷入燃烧设备中的煤烟中，混合充分并使其发生反应。
- 生成的废纸浆可进行处理或回收利用。
3. 石灰石-氨法：a. 原理：煤烟中的SO2与氨气反应生成硫酸铵，再通过其他工艺将其转化为石膏。
b. 步骤：- 将煤烟通过喷淋装置喷入氨水中进行接触反应。
- 生成的硫酸铵与其他废渣分离。
- 经过干燥和固化后，硫酸铵转化为石膏。
二、除尘技术：除尘技术主要用于控制煤烟中的颗粒物（灰尘）排放。
常见的除尘技术包括静电除尘器、布袋除尘器和湿式除尘器。
1. 静电除尘器：a. 原理：利用电场作用力使带电的颗粒物在电极上沉积，并通过清灰系统进行除尘。
b. 步骤：- 设置电极和收集板。
- 通入电源，形成强电场。
- 煤烟通过电场后，颗粒物带电并沉积在收集板上。
- 定期清理收集板上的颗粒物。
2. 布袋除尘器：a. 原理：通过布袋的过滤作用将颗粒物分离并收集。
b. 步骤：- 将煤烟通过布袋，在布袋上形成颗粒物的滤膜。
- 经过一段时间后，清灰系统将滤膜上的颗粒物剥离并收集。
- 可以对因煤烟中颗粒物含量较高而破坏布袋的部分进行更换。
燃煤脱硫技术研究进展
燃煤脱硫技术研究进展摘要：本文通过对燃煤三种脱硫途径进行分析，重点对燃烧前对煤进行生物、电化学、化学、物理、微波辐射脱硫等脱硫途径原理和工艺进行了分析比较，指出了每种脱硫技术存在的优缺点，并对今后脱硫技术的发展提供指导，最后认为脱硫工艺的发展前景为现有各脱硫工艺的联合使用。
关键词：物理脱硫生物脱硫化学脱硫电化学脱硫微波辐射Research progress of Desulfurization forBurning CoalZhao sulei(Coal Chemical Industry Subsidiary of TYHI, Taiyuan030024,China)Abstract: In this paper, three kinds of desulfurization of coal are analysed. desulfurization technology, including physical, biological, chemiscal, electrochemical methods , and microwave radiation method were compared，andtheirrespectiveadvantages and disadvantages were discussed to provide guidance for the development of desulfurization technology. The prospect of desulfurizationprocess is a combination of the above desulfurization processes.Keywords: Physical desulfurization、Biological desulfurization 、Chemiscal desulfurization 、Electrochemical desulfurization 、Microwave radiation人类的生存和发展离不开能源, 煤炭等矿物燃料的燃烧是人类获取能源的重要途径之一。
微生物技术在煤炭脱硫中的应用现状
２ ． 公安部 天津消防研 究所，天津 ３ ０ ０ ３ ８ １
摘 要 煤 炭是 我 国最主 要 的 能源 ，而其 中 高硫 煤 占 很 大一 部 分。煤 炭在提 供 能量的 同时 ，还会 对环 境 造成 严重 污 染。 因此 ，煤 炭的脱 硫不 仅是 我 国能源产 业 发展 的需要 ，还 是环境 保 护 的迫 切要 求 。本 文对微 生物技 术在煤 炭脱 硫 中 的应 用进行 了综 述 ，分析 了煤 炭微 生物 脱硫 技 术存 在 的问题 和 发展 前 景 ，对进 一 步 展 开相 关 的研 究工作 具 有重要 的 意义 。 关键 词 微 生物 ； 煤炭； 脱硫； 环 境 污染 和 良好 的 效 果 ，通 过 对 煤炭 的 微 生 物 处 理 可 以降 低其 硫含 量 ，从而 大幅 度减 少燃 烧 过程 ｏ ｏ ｓ ｏ 等大 气 污 染物 的排 放 量 ，对 社 会
２ ． ２微 生物 脱硫 工艺研 究 目前 的 生 物 脱 硫 工 艺 研 究 热 点 主要 集 中在 生 物 浮 选 法 和生 物 浸 出法 的研 究 创 新 上 ，并且 已经 取得 了一些 成果 。 （ １ ）生物 浮选法 生 物 浮 选 法 即 利 用 不 同 颗 粒之 间 的表 面润 湿性 差异 ，将 微生物 对物 质 不同 的吸附 作 用 放 大 ，从而 达 到物 理 浮 选 的效 果 。例 如 ，对于 黄铁 矿硫 来说 ，微生 物可 以 降低黄 铁矿 例子 的疏 水性 ，然后 通过 浮选 ，将 疏水 性 的煤上 浮选 出 ，而 降低 了疏 水性 的黄铁 矿 硫 则成 为灰分 下沉 分离 。该方 法 工艺 简单 、
微生物脱硫技术
浅谈微生物脱硫技术【摘要】将微生物脱硫技术应用到煤炭工业上是一项新的科研技术，并且具有广泛的应用前景。
本文从无机硫脱除原理、有机硫脱除机理、微生物脱硫技术开发现状、微生物脱硫技术的前景等五个方面介绍了微生物脱硫技术，希望对以后的工作有一定的帮助。
【关键词】微生物脱硫；无机硫脱除；有机硫脱除；浸出法；表面氧化法引言由矿山、煤矿渗排的废水旱强酸性，说明某些生物具有溶解矿石而繁衍的特性。
美国曾因此开发了细菌浸出技术，自低品位铜矿中回收铜，其铜产量占全国总产铜量地10%以上，煤炭微生物脱硫便是在在细菌浸出金属的基础上应用于煤炭工业的一项生物工程新技术。
1 .煤炭中硫的形态煤炭中的硫分为无机硫和有机硫两大类，两者的比例视煤炭种类而异。
无机硫以矿物质态存在，其大部分是黄铁矿形态存在，还会有少量的硫酸盐和单质硫。
有机硫在煤中与碳原子以共价键相结合，以噻吩型、硫化物型和硫醇型等形态存在；其中又以噻吩型为主。
2 .无机硫脱除原理煤炭中无机硫大多以黄铁矿的形态存在。
在微生物的作用下，无机硫被氧化、溶解而脱除，该过程涉及两方面的作用：一是微生物的直接作用，中间产物引起的纯粹化学作用。
无机硫的脱除机理：首先是微生物附着在黄铁矿表面发生氧化溶解作用，生成硫酸和二价铁离子；而且二价铁离子被氧化为三价铁离子；由于三价铁离子具有氧化性，又与其他黄铁矿发生化学氧化作用，自身被还原成二价铁离子同时生成单质硫；单质硫在微生物作用下被氧化成硫酸而除去，显见，在这一循环氧化还原反应过程中，铁离子是中介体，由于微生物和化学氧化两种相互作用，加速了黄铁矿的溶解，微生物的重要作用在于使二价铁变成三价铁的铁氧化作用以及使单体硫变成硫酸的硫氧化作用。
而中间产物又能被微生物用作能源，促进微生物繁衍。
目前已知能脱除无机硫的微生物有氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌以及能在70度高温下生长发育的古细菌。
这些细菌自铁和硫等无机物氧化中获取能量，并能固定空气中二氧化碳而繁殖，属自养菌。
脱硫技术 ppt课件
直接向锅炉炉膛内喷入石灰石
炉内喷钙-
6
尾部 增湿
法
粉，石灰石粉在高温下分 解为氧化钙，氧化钙与烟 气中的SO2反应生成亚硫酸 钙。为了提高脱硫率，在 尾部喷入水雾，增加氧化
优点：工艺流程比石灰石-石膏法简单，投资 也较小。
缺点：脱硫率较低：约70%、操作弹性较小、 钙硫比高，运行成本高、副产物无法利用 且易发生二次污染（亚硫酸钙分解）。
燃烧前脱硫技术主要有物理洗选煤法、化学洗选 煤法、煤的气化和液化、水煤浆技术等
微生物脱硫技术目前常用的脱硫细菌有：属硫杆菌 的氧化亚铁硫杆菌、氧化硫杆菌、古细菌、热硫化 叶菌等。
煤的气化，是指用水蒸汽、氧气或空气作氧化剂， 在高温下与煤发生化学反应，生成H2、CO、CH4 等可燃混合气体（称作煤气）的过程
1、湿式石灰/石灰石-石膏法
利用石灰或石灰石浆液作为洗涤液吸收净化 烟道气中的SO2并有副产石膏
优点：吸收剂价廉易得；副产物石膏可回收 用作建筑材料；
缺点：易发生设备结垢堵塞或磨损设备。解 决这个问题最有效的办法是在吸收液中加入添 加剂
（1）反应原理：分为吸收和氧化两个工序
吸收过程： S2O Ca 31 S 2H O 2 O
着火，其着火温度比干煤粉还低
目前我国广泛采用的是物理选煤方法.
物理选煤:主要是利用清洁煤,灰分,黄铁矿的比 重不同,以去除部分灰分和黄铁矿硫,但不能去除 煤中的有机硫.煤炭中的有机硫尚无经济可行的 去除技术.
在物理选煤技术中应用最广泛的是跳汰选煤.
跳汰选煤指物料在垂直脉动为主的介质中，按其 物理—力学性质（主要是按密度）实现分层和重 力选煤方法，物料在固定运动的筛面上连续进行 的跳汰过程，由于冲水、顶水和床层水平流动的 综合作用，在垂直和水平流的合力作用下分选。
燃煤微生物预处理浮选脱硫的研究
Ｓ ｕｄ ｎ Ｄｅ ｕ ｐ ｕ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ａ ｙ Ｍ ｉ ｒ ｂ ａ ｅ ｒ ａ ｍ ｅ ｔａ ｔ ｙ ｏ ｓ ｌ ｈ ｒ ｚ ｔｏ ｆ Ｃｏ ｌｂ ｃ ｏ ｉ ｌＰｒ ｔ ｅ ｔ ｎ ｎｄ
Ｆｌ ｔ ｔｏ ｅ ａ ａ ｉ ｎ ｏ ａ ｉ ｎ Ｓ ｐ ｒ ｔｏ
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煤 样 经过破 碎 后返 回筛 上 。
１ ２ 煤样 的主要 性质 ．
煤 样 中 主要含有 黄 铁矿 、 白铁 矿 、 黄铜 矿 、 膏 、 石 绿
矾和 石英 等矿 物 ， 主 要化 学组 成见表 １ 其 。
（ ． 北 大 学 资 源 与 土 木 工 程 学 院 ， 宁 沈 阳 ｌ００ ； ．辽 宁 电 力 科 学 研 究 院 化 学 所 ，辽 宁 沈 阳 ｌ００ ） １东 辽 １０６ ２ １０ ６
摘
要 ： 析了沈阳红 阳三矿煤样 中各 种硫分 、 分 灰分和 主要 矿物 的含量 ， 研究 了分别 用培养 基 、 同驯化菌 液进行脱 硫时 ， 不 脱硫率
Ｚ ＨＯＵ ｈ —ｕ Ｗ ＥＩＤｅ ｚ ｏ ， Ｚ ｉｆ ， —ｈ ｕ ＣＵＩＺ ｅ ｙ ｎ ｚ Ｗ ＡＮＧ ｈ ｎ — ｉｎ ｈ ｎ—ａ ｇ Ｚ ｏ ｇｑａ
，
（ ． ｏｔ ａｔ ｎ ｅ ｉ ，Ｓ ｎａｇ １０ ０ ， ｉ ｎ ｇ Ｃ ｉ ２ Ｉｓｔ ｅｆＣ ｍｓｙ，ｉｏｉ ｃｄｍ Ｓｉ ｃ ｌ ｔｃ １ Ｎ ｒ ｅｓ Ｕ ｉ ｒｔ ｈ ｙｎ １０ ６ Ｌａ ｉ ， ｈｎ ．ｎｔｕ ｈ ｉｒ Ｌａｎｎ Ａ ａｅ ｙｏ ｃ ｎｅ Ｅｅ ｒ ｈ ｖ ｓｙ ｅ ｏｎ ａ； ｉｔｏ ｅ ｔ ｇ ｆ ｅ ｓ ｃｉ
微生物预处理浮选脱硫对煤样热值的影响
第酬 Ｉ 期 第２
２０ ０ ２￣ ２月
中
国
电
力
州． ． ２ ３ №． ５
Ｆ ‘２０ 曲 ， ０２
Ｅ ＥＣ Ｆ Ｃ Ｐ Ｌ ＲＩ ＯＷ Ｅ Ｒ
微 生 物 预 处 理 浮 选 脱 硫 对 煤 样
热 值 的 影 响
周 志付 王 中谦 刘 志平 魏 德 洲 ， ， ，
研 究 微 生 物 预 处 理 浮 选 脱 硫 对 煤 样 热 值 的 影 响 对 于 燃 煤 单 位 的 安 全 生 产 和 经 侪 运 行 具 有 重 要 意 义 。 时 对 分 析 煤 炭 微 生 物 预 处 理 浮 选 脱 硫 的 机 同
理 和 效 果 具 有 重 要 意 义 。 因 为 煤 炭 的 发 热 量 是 燃 料 利用 的一 个最 重 要 的煤 质 特 Ｉ 生指 标 、 料 的 商 务 燃
等 ， 必 须 以 煤 的 发 热 量 为 依 据 ； 煤 进 价 及 结 算 都 燃
采 片 的 是 以 发 热 量 为 主 的 计 价 体 系 煤 炭 的 发 热 量 ｊ 也 是 锅 炉 热 平 衡 、 料 平 衡 计 算 的 参 数 ， 估 算 锅 物 是 炉 理 论 燃 烧 温 度 和 锅 炉 运 行 时 的 配 煤 燃 烧 及 负 荷 调 节 的 重 要 依 据 。 园 此 ， 热 量 不 仅 是 一 项 重 要 的 发 煤 质 特 性 指 标 ， 且 也 是 重 要 的 工 程 技 术 指 标 和 经 而 济指标。
＜ １１ ０ ２ ０５ １１ 、 —１０１ １ 、 １ １ 试 验 用 ０ ５１ １ ． ～ １ １ ０５ １１ ＜１１１ 的 １１ １ １１ １ １１ １ １１ １
术 与 微 生 物 作 用 结 合 起 来 ，利 用 微 生 物 的 作 用 增
燃煤脱硫的简史及其发展
燃煤脱硫的简史及其发展一、燃烧前煤脱硫技术主要为煤炭洗选脱硫，即在燃烧前对煤进行净化，去除原煤中部分硫分和灰分。
分为物理法、化学法和微生物法等。
1、物理法：主要指重力选煤，利用煤中有机质和硫铁矿的密度差异而使它们分离。
该法的影响因素主要有煤的破碎粒度和硫的状态等。
主要方法有跳汰选煤，重介质选煤，风力选煤等。
2、化学法：可分为物理化学法和纯化学法。
物理化学法即浮选；化学法又包括碱法脱硫，气体脱硫，热解与氢化脱硫，氧化法脱硫等。
3、微生物法：在细菌浸出金属的基础上应用于煤炭工业的一项生物工程新技术，可脱除煤中的有机硫和无机硫。
我国当前的煤炭入洗率较低，大约在20％左右，而美国为42％，英国为94．9％，法国为88．7％，日本为98．2％。
提高煤炭的入洗率有望显著改善燃煤二氧化硫污染。
然而，物理选洗仅能去除煤中无机硫的80％，占煤中硫总含量的15％～30％，无法满足燃煤二氧化硫污染控制要求，故只能作为燃煤脱硫的一种辅助手段。
二、燃烧中煤脱硫技术煤燃烧过程中加入石灰石或白云石作脱硫剂，碳酸钙、碳酸镁受热分解生成氧化钙、氧化镁，与烟气中二氧化硫反应生成硫酸盐，随灰分排出。
在我国采用的燃烧过程中脱硫的技术主要有两种：型煤固硫和流化床燃烧脱硫技术。
1、型煤固硫技术：将不同的原料经筛分后按一定比例配煤，粉碎后同经过预处理的粘结剂和固硫剂混合，经机械设备挤压成型及干燥，即可得到具有一定强度和形状的成品工业固硫型煤。
固硫剂主要有石灰石、大理石、电石渣等，其加入量视含硫量而定。
燃用型煤可大大降低烟气中二氧化硫、一氧化碳和烟尘浓度，节约煤炭，经济效益和环境效益相当可观，但工业实际应用中应解决型煤着火滞后、操作不当会造成的断火熄炉等问题。
2、流化床燃烧脱硫技术：把煤和吸附剂加入燃烧室的床层中，从炉底鼓风使床层悬浮进行流化燃烧，形成了湍流混合条件，延长了停留时间，从而提高了燃烧效率。
其反应过程是煤中硫燃烧生成二氧化硫，同时石灰石煅烧分解为多孔状氧化钙，二氧化硫到达吸附剂表面并反应，从而达到脱硫效果。
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一、煤炭脱硫的意义
1、煤炭是当今世界的主要能源之一，煤炭资源蕴藏量占 总能源的75%以上; 见下图
2、煤炭中含有害物质，使用过程中造成严重的环境污 染，最突出的污染物是 SO2。
3、SO2是形成酸雨的主要物质。酸雨是指pH低于5.6的 降水，包括酸性雨、酸性雪、酸性雾和酸性露，如广 西发生的“霾”。
SO2、微粒、氟化物 SO2 微粒、SO2 微粒
SO2、CO、Nox、O3 微粒、SO2 SO2、烟尘
伦敦
SO2
大阪
SO2
纽约
SO2
60～80 20 700～800 4703 75%的居民患眼病 1000 著名的“四市哮喘病” 患者800多人死亡10人 700 60 200～400
第五章应用一燃煤微生物浮选脱硫 技术
一、煤炭脱硫的意义
5、 煤碳中硫的含量一般为0.50%～11%;
6、 在我国煤的含硫量一般在0.38%～5.32%，平均含 硫量为1.72%，高含硫量煤（指煤中硫的质量分数 ≥2%） 约占煤炭储量的33.33%、占生产原煤的16.67%，而 随着煤层开采深度的增加，我国主要矿区的含硫量都 有增加的趋势 。
第五章应用一燃煤微生物浮选脱硫 技术
三、煤脱硫的方式
目前燃煤脱硫的方法主要分为三类， 1、煤炭燃烧前脱硫 2、燃烧中脱硫 3、燃烧后烟气脱硫。
第五章应用一燃煤微生物浮选脱硫 技术
1、煤炭燃烧前脱硫
煤炭燃烧前脱硫：是在煤炭燃烧前 就脱去煤中硫分，避免燃烧中硫的形态 改变，减少烟气中SO2的含量，减轻对 尾部烟道的腐蚀，降低运行和维护费用。
二、煤样中硫的赋存状态
煤中的硫可分为无机硫和有机硫两种类型。 无机硫：主要包括硫化物硫和硫酸盐硫两类。
硫化物硫主要存在于黄铁矿（FeS2）、黄铜矿(Cu FeS2)、砷黄铁矿(FeAsS)、方铅矿(PbS)、闪锌矿(ZnS) 等矿物中，
硫酸盐硫包括石膏(CaSO4·2H2O)和绿矾 (FeSO4·7H2O)等含氧盐矿物中的硫。
图中白
色柱状部分 为黄铁矿。 灰白色部分 为煤。暗灰 黑色部分为 杂质。
煤样采 自沈阳矿务 局所属的红 阳三矿 。
煤样中各种硫分及灰分的质量分数％
全硫 2.30 ＊
黄铁矿 1.66
72.17％
硫酸盐硫 0.12
有机硫 0.52
灰份 32.11
5.22％
22.61％
＊ 煤样中全硫质量分数大于2%，属于中高硫煤
第五章应用一燃煤微生物浮选脱硫 技术
煤炭中的有机硫
有机硫大都与煤化学结构的碳骨架相结合， 如硫醇类R-SH、硫醚类（R-S-Rˊ）、硫 醌类、硫萘类等。此外，煤中还有少量的 单质硫。
第五章应用一燃煤微生物浮选脱硫 技术
煤样中黄铁矿形态的岩相照片
黄铁矿的分布特征，为单体状
第五章应用一燃煤微生物浮选脱硫 技术
3、微生物法：
第五章应用一燃煤微生物浮选脱硫 技术
微生物脱硫与燃烧中、燃烧后脱硫技术的经济分析比较
技术路线
常压硫化床AFBC 加压硫化床PFBC 煤气化联合循环IGCC 石灰石湿法脱硫
喷雾干燥法 炉内喷钙 生物脱硫
第五章 微生物技术应用之一
燃煤的微生物浮选脱硫技术
第五章应用一燃煤微生物浮选脱硫 技术
燃煤的微生物浮选脱硫技术
一、煤炭脱硫的意义 二、煤炭中硫的赋存状态 三、煤炭脱硫的方式 四、煤炭的燃前脱硫 五、燃煤微生物预处理浮选脱硫原理 六、燃煤脱硫的微生物 七、燃煤微生物预处理浮选脱硫的试验研究 八、试验结论
第五章应用一燃煤微生物浮选脱硫 技术
四、煤炭燃前脱硫方法
1、物理法：物理法如浮选法脱硫等虽然成本低，
但排脱出的废渣中灰分高、精煤产率低、能量损 失大 ；
2、化学法：化学法如熔融碱法、热碱液浸出法
等脱硫方法大多数是在高温、高压和强氧化-还 原条件下进行的，并使用不同的氧化剂，故设备 及操作费用显著提高，而且在这样的条件下煤的 结构被破坏，热值损失大，难于在工业上大规模 应用；
4、酸雨使湖泊变成酸性，使水生生物死亡，使大面积 森林受蚀甚至死亡第五，章应还用使一燃建煤微筑生物物浮、选脱桥硫梁等遭受侵蚀。
技术
我国能源的消费结构
80
70
原煤
60
原油
50
天然气
40
水电
30
20
10
0 1985
1989
1990
1993
1995
图1.1 我国能源的消费结构
第五章应用一燃煤微生物浮选脱硫 技术
SO2对设备的腐蚀
第五章应用一燃煤微生物浮选脱硫 技术
历史上与SO2污染有关的污染事故
时间
1930年12月 1948年10月 1948年11月 1952年12月 1954年 1956年1月 1961年
1962年12月 1962年12月 1963年1月
地点
污染物
死亡或患者人数（单位：人）
马斯河谷（比利时） 多诺拉 （美国） 伦敦 伦敦 洛山矶 伦敦 四日市（日本）
第五章应用一燃煤微生物浮选脱硫 技术
2、煤炭燃烧中脱硫
（1）燃烧中脱硫：是在煤的燃烧过程中，加入脱硫剂。
（2）常见脱硫剂为石灰石（CaCO3）。
（3）将石灰石粉碎至合适的颗粒喷入炉内， CaCO3在 高温下分解成CaO和CO2，CaO在氧化性气氛中 遇到就会发生如下反应：
CaO + O2 + SO2
CaSO4
该反应最佳反应温度是800℃～850℃，其他温度
下脱硫效率都会降低。 第五章应用一燃煤微生物浮选脱硫 技术
3、燃烧后烟气脱硫
（1）燃烧后烟气脱硫： （2）该技术按产物是否回收，可分为抛弃法和回收法； （3）按产物的干湿形态可分为湿法（石灰石抛弃法、石灰
石膏法、双碱法、亚钠循环法、氨肥法、氧化镁法、 海水烟气脱硫法）、半干法（喷雾干燥法）和干法 （循环流化床干法烟气脱硫、电子束烟气脱硫法）； （4）按脱硫剂的使用情况可分为再生法和非再生法。 （5）其反应原理都是气态的SO2，通过与脱硫剂的反应生 成相应的硫酸盐，从而脱除SO2。
7、 脱硫已成为我国洁净煤技术的主要目标之一和煤炭 “2010”计划的重要内容。
第五章应用一燃煤微生物浮选脱硫 技术
二、煤样中硫的赋存状态
由于煤中硫的形态和分布对煤的脱硫 效率有很大影响，所以在研究煤的各种 脱硫方法之前，必须首先要搞清楚煤中 硫的赋存状态及与脱硫方法选择有关的 煤的物理性质。
第五章应用一燃煤微生物浮选脱硫 技术