微生物煤脱硫技术(煤炭脱硫) WangPD; 120; DZ.Li; Yang SG;
煤炭脱硫技术
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。
高硫煤的微生物脱硫技术
煤炭的生物脱硫法是由生物湿法冶金技术发展而来的 ，是在 极其温和的条件下 ( 通常是温度低于 100℃、常压 )，利用氧化 还原反应使煤中硫得以脱除的一种低能耗的脱硫方法。它不仅生 产成本低 ，而且不会降低煤的热值 ，还能脱除煤中有机硫 ，从而 引起了世界各国的广泛关注。
3 煤炭中硫的脱除方法
按照脱硫工序在煤炭利用过程中所处阶段的不同 ，煤炭脱硫 可以分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。
3.1 煤炭燃烧后脱硫
煤炭燃烧后脱硫又称烟道气脱硫（Flue Gas Desulphurization， 简称 FGD），是指对燃烧后产生的气体进行脱硫。按产物是否回收 ， 烟道气脱硫可分为抛弃法和回收法 ; 按照脱硫过程的干湿性质又 可分为湿式脱硫、干式脱硫和半干式脱硫 ; 按脱硫剂的使用情况 ， 可分为再生法和非再生法。FGD 法技术上比较成熟 ，属末端治理 ， 经过小试和中试已投入工业运行。尽管脱硫率可高达 90%，但工 艺复杂 ，运转费物的生长和 作用 ；
6）培养基成本高 ，脱硫产生的酸性废液对装置材料的质量要 求比较高 ，浆态搅动过程的动力消耗较大 ; 在脱硫过程中 ，不是煤 浆要求过细 ，就是脱硫时间长、能耗高 ，一定程度上增加了生产 成本。
6 前景与展望
尽管煤炭生物脱硫目前还处于试验和半工业化阶段 ，但煤炭 的微生物脱硫是在极其温和的条件下（通常是温度低于 100℃、常 压），利用氧化 - 还原反应使煤中硫得以脱除的一种低能耗的脱硫 方法。不仅生产成本低 ，而且不会降低煤的热值 ，还能脱除煤中 有机硫 ，在经济上很有竞争力 ，是一种很有前途的煤炭燃烧前脱 硫方法。
煤的微生物脱硫技术浅析
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。
关于煤炭微生物脱硫技术的介绍
３煤炭 生物脱 硫原 理 由以上可知煤 中 硫主 要 分 为无 机 硫和 有 机 硫 。 目 前的脱硫技术主要是指通过脱除无机 硫中的可燃 硫 ，
降低 煤在燃 烧后 生成 二氧 化硫含 量 。
３ ． １无机 黄铁矿 硫 的脱 除机理
通常在没有微生物存在时， 黄铁矿 Ｆ ｅ Ｓ 被氧气氧 化为 Ｆ ｅ ¨和 Ｓ Ｏ ， 反应方程式为 ：
中 图分类 号 ： Ｆ ４ ２ ６ ． ２ １ ； Ｘ ７ ０ １ ． ３
文献标 志码 ： Ｂ
文章 编 号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ６— ０ １ ４ ２— ０ ２
表 １ 主 要脱 硫 微 生物 基 本 特 征
微 生物种类 硫 杆菌属
硫 螺菌属
Ｆ ｅ ｓ ２ ＋Ｆ ｅ ２ （ ｓ ｏ ４ ） ３ — ３ Ｆ ｅ Ｓ Ｏ ４ ＋ ２ Ｓ
（ ２ ） 脱硫微生物： 常用的煤炭脱硫微 生物有： 硫化 叶菌属 、 硫杆菌属、 细小螺旋菌属 、 贝氏硫细菌属 、 假单 胞菌属等 。脱除有机硫的微生物主要有： 假单胞菌、 根 瘤菌、 不动杆菌等。可以脱除无机硫的微生物有 ： 氧化 铁铁 杆菌 、 氧 化 亚铁 硫杆 菌 、 氧 化 硫 硫 杆 菌等 。如 表 １ 所 示主 要脱硫 微生 物的 基本特 ｝ 生。
关于煤炭微生物胱碲技术的介绍
陈占 刘奇 （ 安 徽 理 工大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 ， 安徽 淮 南 ２ ３ ２ ０ ０ １ ）
摘 要： 我国是煤炭生产及消费大 国 ， 煤中的硫在直接燃烧时将造 成严重 的环 境污 染 ， 我 国约 有 ４ ０ ％ 的国土面积 受到不 同程度 的酸雨及二氧 化硫 的影 响 ， 微生物脱硫 技术是煤 炭脱硫领域的一种新型 脱硫 方法 ， 不仅具有 成本低 、 能耗小等优点 ， 更是 一种环境友 好的技术。介绍 了煤中硫 的分类 、 存在 形态 、 脱硫原理等方面。 关键词 ： 选煤 ； 洁净 煤技 术 ； 微生物 ； 脱硫技术
煤炭微生物脱硫技术
方法筛选所需菌种的思路，概述了微生物脱硫技术的特点、主要影响因素及关键问题。指出了发展经济，要有环保意
识，脱硫将是选煤厂工作中的一个重心。最后，对微生物脱硫做了展望。
关键词：煤炭；微生物；脱硫
中图分类号：TQ536.9
文献标识码：A
煤中含硫量约 0.1 %～10 %，煤中硫元素对煤炭 的利用极为不利。燃烧时，生成二氧化硫污染环境 （酸雨），腐蚀设备；炼焦时，60 %的硫进入焦炭，使生 铁变脆；气化时，生成二氧化硫，使催化剂中毒、腐蚀 设备；堆放时，硫铁矿高的煤易氧化和自然。根据国 家有关规定，炼焦和发电用煤含硫量必须在 1 %以 下，一般用煤含硫量必须在 1.5 %以下。研究高效低 成本的煤炭脱硫技术，将有很大的经济和环保意义。
sulfur dioxide through the following methods -Biological Leaching Desulphurization, Surface Treatment
7~8.5
大肠杆菌 有机硫化物
异养
30~40
7.0
红球菌属 有机硫化物
异养
30
7.0
芽胞杆菌属 有机硫化物
异养
28
7~8.5
硫化叶菌属 S，无机和有机 硫化物
异养
40~90
1.0~5.8
硫酸盐为不可燃硫；有机硫中均为可燃硫。目前的 脱硫，主要是指脱除无机硫中的可燃硫，减少煤在
燃烧过程中生成二氧化硫。指导思想是将煤中的可 燃硫转变成不可燃硫。
5 煤炭微生物脱硫的存在问题
1） 传统的微生物脱硫菌种。存在着细菌生长 慢、生长繁殖时间长、菌量低、嗜酸等问题；因而脱 硫效率不高，制约了工业应用，而且微生物脱除有 机硫菌种单一，需要改变目前酸性介质下改性和分 选状况，寻找高效低能耗菌。
煤炭微生物脱硫研究进展
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
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
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]。
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 、
煤炭微生物脱有机硫(李有多组)
二、新的生物脱硫工艺—反相胶团生物催化工艺 （美国南加利福尼亚大学提出）
该过程中,反相胶团生物催化剂是由不溶于水的有机介质/水/氧化硫杆菌或酶组成,它能 产生大的膨胀胶团,可用于蛋白质的溶解及酶的化学反应。由非离子表面活性剂的较大端基基 团产生的反相胶团“水池”可作生化催化反应的微反应器,其中的生物催化剂用于将煤中黄铁 矿氧化成元素硫。
3、有机硫与无机硫是一步法脱除更经济,还是二步法脱除更合理? 4、开发易大规模培养,分离的菌种生产工艺,既能连续生产,而且生长条件不苛刻。 5、研究、发展更有效的有机硫检测方法。
THANK
胶团结构示意式
03 生物脱有机硫机理
目
录
CONTENTS
一、DBT的生物降解途径（两种,如图5）
二、Kilban降解过程中,只有介质 中少量的504一营养素用完后,以DBT等有机硫化合物 作为细菌繁殖的硫源,并在78小时后达到最大的繁殖 水平，然而IGT一7S菌的降解过程,滞后时间为24小 时左右。当加入硫酸时，细菌繁殖速率迅速提高,8 小对后即达最高值。
04 微生物脱硫工艺选择
目
录
CONTENTS
1、二段法微生物脱硫工艺
第一段使用以CO作为碳源的自营生物菌脱除黄铁矿硫。第二段使用以外部化合物获得碳 源的异养生物菌脱除煤中有机硫。该工艺中提出用酸预处理以中和碱性组份,这样即可除去 干扰生物脱硫的CaC03及某些金属离子,脱除部份灰分。
2、Agus煤微生物脱硫工艺流程：
生物脱硫的工程与工艺研究必须与基础研究同步进行,尽快积累工程技术数据，不仅应进 行小型试验,而且应作放大试验以证明生物脱硫工艺在技术、经济上的可行性,如:
煤的微生物脱硫技术
技 术存在 的 问题 和 发展 的 前景 。
关键 词 ： 煤 净化 ； 微 生 物 ； 脱硫
中 图分类 号 ：Ｔ ９ ５ Ｕ ９ 文 献标 识码 ：Ｂ 文章 编号 ：１０ ４ １ （ ０ ６ ０ ０ ４ ０ ０ ０— ４ ６ ２ ０ ） ７— ０ ８— ３
Ｋｅ ｒ ｃ ａ ｒｆｃ ｔ ｎ； ｍｉｒ ｏ ｇ ｎ ｓ ； ｙ ｗｏ ｄｓ： ｏ ｌｐｕ ｉ ａｉ ｉ ｏ ｃ ｏ ｒ ａ ｉｍ ｄ ｓ ｌｕ ｉａｉｎ ｅ ｕ ｆ ｒｚ ｔ ｏ
煤 炭 是 我 国的 主要 能 源 ， 但燃 煤 所 释放 的 Ｓ ， Ｏ 严重 污染 环境 。煤 中 的硫 可 分 为 有 机硫 和无 机 硫 ， 无机 硫又分 为硫 化 铁 和 硫 酸 盐 ， 占 ３ ％ ； 机 硫 约 ０ 有
ｐ ｅ ｅ ｔ ｅ ｅ ｒ ｈ ｓａｕ ｔｈ ｍｅ ａ ｄ ａ ｒａ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ Ｔ ｅ ｐ ｏ ｌ ｍｓ ｅ ｉｔ ｇ ｉ ｈ ｓｔ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｒ ｓ ｎ ｓ ａ ｃ ｔｔ ｓａ ｏ ｎ ｂ ｏ ｄ ａ ｅ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ． ｈ ｒ ｂ ｅ ｘ ｓｉ ｎ ｔ ｉ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ ｒ ｎ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｒ ｓ ｅ ｔ ｒ ｒ ｓ ｎ ｅ ． ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｏ ｐ ｃ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ｐ ａ
硫化 叶菌属 不规则球 兼性 自养
４ ９ １０～ ． ０～ ０ ． ５ ８ ５ ８ １０～ ． ０～ ０ ． ４ ０ ５ ８ １０～ ． ０～ ０ ． ４ ０
ｄ ｓ ｌ ｒ ａｉｎ ｅｕｆ ｉ ｔ ｕ ｚ ｏ
不起作用 ， 但成本较低 。化学方法不仅 能脱 除煤 中 无机硫 ， 还能脱除有机硫 ， 但成本较高。ｂ 燃中脱硫 ． 是在燃烧过程中使生成的 Ｓ ： Ｏ 与固硫剂进行化学反 应， 生成固体 留在灰 渣 中。Ｃ燃后脱硫是脱除烟气 ． 中的 Ｓ ：包 括 喷 雾 吸 收 和 催 化 方 法。 一 般 燃 前 脱 Ｏ， 硫成 本较 低 ， 烟气 脱硫 成本 最 高 ＿ 。 ｌ Ｊ 随着能源 日 紧张， 趋 以前不具有开采价值 的高 硫煤也开始使用 ， 因此脱硫技术 日益重要 。研究发 现， 自然界存在一些以硫 为能量来源进行生命活动 的细菌 ， 可达到脱硫效果。煤 的微生物脱硫包括燃 前 脱 除煤 中硫 和燃 后 脱 除 烟 气 中 Ｓ ：本 文 着 重介 Ｏ， 绍煤 的燃前 脱硫 技术 。
微生物煤脱硫技术(煤炭脱硫) WangPD; 120; DZ.Li; Yang SG;32页PPT
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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煤 脱 硫
燃烧前（原 燃烧前（原煤） 煤）
燃烧中 燃烧后（烟 燃烧后（烟气） 气）
添加吸附剂（如石 灰石颗粒）吸收 SO2； 缺点：受制于温度 增加排灰 量
浮选法
烟道内脱硫
浸出法
坎萨尔弗技术
燃 烧 前
表面处理法
微生物絮凝法
燃 烧 后
微生物催化化 学反应
煤堆积或 搅拌
分 析
注入菌液、 营养物、 水
[3] 李浪, 李潮舟，屈建航，陈允. 一株高效脱硫菌的筛选及性能研究. 环境科学与技术， 2012,12（12J） [4] 强鹏翔，蒋富歌，李永改，陶秀祥. 煤炭微生物脱硫技术. 山西煤炭，2010,5（5）
[5] 昔建威, 杨洪英, 巩恩普. 煤中硫的赋存特征及微生物脱硫. 选煤技术，2004,2（1）
化学方法
• 在高温高压、强氧化等激烈条件下进行 • 需强碱、强酸或强氧化剂， 易破坏煤的结构, 造成热值损失 • 设备投资和运行费用很高
微生物方法
• 微生物氧化煤中的含硫化合物如黄铁矿 • 将硫转化为水溶性 • 将微生物作为捕集剂, 用于原料表面改性, 然后浮选脱硫
烟 气 微 生 物 脱 硫 优 势
2.以碳代谢为目的的kodama途径:不直接 作用于DBT的硫原子, 由于氧化分解碳架, 把不溶于水的DBT变成水溶性的 分解碳架会影响煤的热值，
影响供热效果，因此本方法
D B T 降 解
对于有机硫的脱硫 主要研对象是： *有机硫的典型化合物 二苯并唾吩(DBT)
Figure3. 4S pathway of DBT degradation(Bressler et al., 1998)
煤脱硫的工业车间流程
Figure 5. Process flow sheet of a plant for coal biodepyritization (Klein, 1998).
物理方法
• 成本低 • 可以脱除部分无机硫 • 但由于黄铁矿与煤表面疏水性相近浮选效果并不理想 • 无法脱除有机硫
Figure 2. The types of sulfur-containing organic compounds identified in coal (Shennan, 1996)
微生 物脱 硫相 关机 理 （无 机硫）
微生物脱硫相关机理（有机 硫）
1.以硫代谢为目的的4一s途径:仅对DBT的 硫原子起作用, 而不破坏碳架, 将硫变为 硫酸和硫酸盐
Figure1. Structural model of hard coal (Wise, 1981)
有机硫有脂肪、芳香以及杂环的 有机烃类结构，而且能分成 四类： ①：脂肪族和芳香族硫醇 （硫醇和硫酚） ②：脂肪族、芳香族以及混合硫化物 （硫醚） ③：混合二硫化物 （二甲基二硫醚） ④：杂环化合物或噻吩 （二苯并噻吩）
[6] 冷远服.微生物煤脱硫研究现状. 生物工程进展, 1992(12 ),No 6
中山大学生命科学学院 生态学系 2010级生态班 @中大10生态
@王攀登 @安伯伦 @杨少光 @黎文杰
但是硫化物的氧化直接机制 可能会被限制，因为微生物 太 大了所以很难进入到煤孔中
间 接 机 制
限制亚铁氧化 的关键步骤 没有 T.ferrooxidans 亚铁离子 的氧化非常慢 本法运用更多
其 它 机 制
更高的温度对于嗜热性细菌 来说，化学速率比在嗜中温 的细菌所催化的反应速率要 高 但同时黄钾铁矾沉淀 （MFe3(SO4)2(OH)6 （M指H+、K+、Na+、NH3+） 的形成的概率会更高； 这种铁离子形成的沉淀会依 附在煤上，阻止脱硫作用的 进一步进行； 可溶性铁离子的浓度减少， 不利于脱硫反应
大部分为主要是 动物体残骸中 的蛋白质
无机硫主要由硫化物和 硫酸盐组成，金属硫化 物包括FeS2（黄铁矿， 占主要优势）、ZnS（闪 锌矿）、PbS（方铅矿）、 FeAsS（砷黄铁矿）等。 硫酸盐包括BaSO4（重晶 石）、CaSO4.2H2O（石 膏）、CaSO4（硬石膏） 还有一定数量的硫酸铁。 黄铁矿作为晶石存在不 会跟煤绑定在一起，随 机分布在煤的内部。
Figure4. Bimodal pore structure(双孔模式) of coal and pyrite oxidation (Hone et al., 1987)
直接机制：煤粒中的黄 铁矿需要和微生物直接 接触然后被空气中氧化
直 接 机 制
在细菌细胞膜外膜和 金属硫化物的表面的 空隙间发生腐蚀
可处理大部分无机硫与少部 分有机硫 即使通过搅拌与通气促进微 生物生长，反应仍时间较长 设备改良：管道式、水平回 转鼓式等反应器 需要的煤粒细小，工业操作 性不强
浸 出 法
酸性废液 处理
搅拌
吹入空气
利用微生物差别：温度、PH、 营养类型
表 面 处 理 法
浮选法+微生 物处理法
投放微生物
微生物依附于 含硫物质表面 并使之氧化
煤粉碎
煤+含硫杂质 上下漂浮
溶解性改变， 易溶于水
与水混合
下方吹气
难以依附气泡， 下沉
*工业常用方法；浸出滤液直接为体系补水，减少了水的补充
表2.煤脱硫相关微生物
表3.煤脱硫相关微生物（续）
微 生 物 无 机 硫 去 除
硫杆菌属引流（Thiobacillus ferrooxidans）触发两种机制：直接与间接
第十组： 王攀登 安伯伦 杨少光 黎文杰
煤中硫元素富集状态与分布
主 要 内 容
煤炭燃烧主要硫化物与其危害
煤脱硫的原理 微生物煤脱硫机制
微生物烟气脱硫机制 相关菌株的培养与优化
硫富集
燃烧
有害气体
*来源：植物成煤 过程中的残余与 土壤中矿物质
无机硫
矿物质为主
有机硫
硫茂型
*S单质 存在， 但量极少
*我国高硫矿 中绝大部分 是无机硫矿
微 生 物 有 机 硫 去 除
红球菌属（IGTS8）对DBT的脱硫作用有主要 的推动作用； 脱硫的特异路线：4S途径（如之前提到的） Regarding bioremoval of both inorganic and organic sulfur from coal, the experiments using Rhodococcus erythropolis IGTS8 seem to be the most successful. R. erythropolis IGTS8 could remove 55.2 % sulfate sulfur, 20% pyritic sulfur, 23.5% organic sulfur, and 30.2% total sulfur from Mengen lignite in 96 hours (Bozdemiret al., 1996)
物理化学方法
• 吸收剂不可 循环 • 成本高 • 工艺复杂 • 二次污染
微生物方法
• 常温、压操 作 • 工艺简单 • 运行费用低 • 脱硫效率高 • 系统稳定 • 无二次污染
烟 气 脱 硫 原 理
H2S处理：
氧化亚铁硫杆菌
PH：2.0~2.2 实现可逆循环 优势明显
SO2处理：
硫酸盐还原菌 国外达到了实 用化水平
Figure 6. 细菌脱除SO2 的工艺流程
Figure 5. 细菌脱除H2S 的工艺流程
吸收 剂 碳源
H2S Fe2+
COD/ SO42-
液气 比
研 究 方 向
存 在 问 题
[1] Prayuenyong, P. Coal biodesulfurization processes. Songklanakarin J. Sci. Technol. Vol. 24 No. 3 Jul.-Sep. 2002 [2] 熊代群, 汪群慧, 李继武等. 工业烟气微生物脱硫的研究综述[J]. 山东化 工,2012,41(8):29－33．