生物脱硫技术

5.煤炭微生物脱硫方法
煤炭脱硫可分为：燃前脱硫、燃中固硫、燃 后烟气脱硫。 常用的煤炭微生物脱硫方法有：生物浸出法、 表面处理浮选法和生物选择性絮凝法等。
1)生物浸出脱硫：其实质是一个生物氧化过程，
微生物作催化剂，使可燃硫(主要是黄铁矿等还原价 态的硫)转变为不可燃硫(主要是硫酸盐等高 价态的硫)，微生物用硫在这个过程中发生氧化反应 所释放出能量完成新陈代谢。 优点：是装置简单、操作简便。 缺点：是处理时间较长，浸出废液不能及时处理， 容易造成二次污染。
2.煤炭中硫的存在形式
煤中主要以无机硫和有机硫两种种形式存在， 无机硫占60%~70%，主要有硫铁矿和硫酸盐矿， 有时还含有微量元素硫。 有机硫种类繁多，结构复杂但含量较低，有机 大都与煤化学结构的碳骨架相结合，如硫醇类-SH, 硫醚类（R-SR'）,硫醌类等。
3.脱硫微生物
目前，煤炭脱硫常用的微生物有：硫杆菌属、 细小螺旋菌属、硫化叶菌属、假单胞菌属、贝氏 硫细菌属、埃希氏菌属等。 脱除无机硫的微生物主要有：氧化亚铁硫杆菌、 氧化硫硫杆菌等。 脱除有机硫的微生物主要有：假单胞菌、不动 杆菌、根瘤菌等。
8.脱硫存在的问题
1)脱硫效率低。 2)煤炭微生物脱硫的许多机理尚未弄清。 3)脱硫微生物菌种不多，脱硫效果好的菌种少。 4)煤炭微生物脱硫方法有局限性。 5)煤炭微生物脱硫成本较高。 6)煤炭脱硫的处理量受到限制。
9.展望
随着经济的发展、煤炭消费量的增加，为建设环 境友好型社会，促进能源环境的可持续发展，研究 和开发出高效低成本的煤炭脱硫技术显得尤为重要。 目前的研究大多处于实验室阶段，我国对煤炭微 生物脱硫应用的研究还很薄弱，研开适合我国国情 的煤炭微生物脱硫技术具有广阔的应用前景。
3)微生物一絮凝法：它是采用疏水的细
菌吸附于煤表面，通过细菌的吸附，使煤粒 形成稳定的絮团，但该细菌很少吸附到黄铁 矿表面。其实质是利用细菌对不同矿物絮凝 能力的不同，实现煤与黄铁矿的分离。 此法较新颖，研究和应用比较少，还有 待于进一步研究和推广。
7.脱硫的影响因素
(1)煤炭粒度：煤样粒度要适中。过粗时，降低了黄铁 矿颗粒和微生物细胞的接触概率和黏着概率，减弱了细 菌在黄铁矿颗粒表面的吸附强度，而使黄铁矿的抑制减 弱，导致脱硫率的下降；过细时，由于煤泥罩盖等将造 成脱硫率下降。 (2)菌种类型。菌体是脱硫过程的主体，菌体脱硫的效 率直接影响除硫的效果。菌体细胞浓度，在菌矿反应过 程中，存在最佳细胞浓度。 (3)菌体生长环境。微生物对环境是十分敏感的。主要 包括：温度、PH值，营养液(或悬浮液)的浓 度、以及碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子等营养 素。研究表明，微生物对生长条件的要求相当苛刻， 过高过低都会抑制其生长。
煤炭微生物脱硫技术
1.背景
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。
相关反应方程式：
2FeS2+7O2+2H2O → 2FeSO4+2H2SO4 4FeSO4+O2+2H2SO4 →Fe2（SO4）3+2H2O
来自百度文库
FeS2+ Fe2（SO4）3 →3FeSO4 +2S
2S+3O2+2H2O → 2H2SO4
（2）.有机硫的脱除原理：
二苯并噻吩（DBT）在煤炭中含量最高。 微生物分解二苯并噻吩（DBT）有两条途径，一是 通过分解煤的结构使二苯并噻吩溶于水，而不直 接作用于二苯并噻吩的S原子；二是只作用于二苯 并噻吩的s原子，而不破环煤的结构，使硫变成溶 于水的硫酸盐。煤中有机硫多存在于煤的多环结 构中，它与碳、氢、氧等元素牢固的结合，因此 采用微生物脱除有机硫的方法(种类和机理) 与脱除无机硫大不不同，工艺流程也很复杂。目 前还在试验阶段。
2)表面处理浮选法：微生
物加入煤浆中，通过预处理， 使之与煤浆充分混合，然后 给入浮选装置。微生物附着 在黄铁矿颗粒表面，或使其 表面氧化，或改变黄铁矿的 表面活性，使其易溶于浮选 液，从而进入尾矿。煤粒表 面仍然保持良好的疏水性， 随气泡浮上水面，从而把煤 和黄铁矿分开。 优点：时间较短。 缺点：适用范围较窄，管理 复杂性和运行成本高。
4.煤炭微生物脱硫原理
（1）.无机硫的脱除原理：黄铁矿在潮湿富含氧气 地环境中，能够自发而缓慢的氧化为硫酸根和亚铁 离子 ，并放出热量；当环境中存在某些嗜酸的硫 杆菌时，此反应速率将大大加快。 其作用方式可分为直接作用和间接作用。 直接作用：指黄铁矿作为微生物的能源物质，即微 生物在使煤中黄铁矿发生降解生成高价铁离子和硫 酸根的同时，利用释放的能量进行新陈代谢。 间接作用：指微生物催化氧化黄铁矿生成硫酸根和 铁离子 ，该铁离子作为强氧化剂与金属硫化物反 应，将黄铁矿硫氧化为硫酸根或元素硫。