洗選煤去除有機硫和除塵創(chuàng)新研究*

韓風(fēng)毅，曹子云，李明秀，張秀林

（長春工程學(xué)院，吉林 長春 130012）

洗選煤去除有機硫和除塵創(chuàng)新研究*

韓風(fēng)毅，曹子云，李明秀，張秀林

（長春工程學(xué)院，吉林 長春 130012）

洗選煤去除有機硫和除塵技術(shù)將洗選煤技術(shù)與生物脫硫技術(shù)相結(jié)合，綜合了生物方法和物理方法的優(yōu)點，可有效的除去煤中的灰塵、有機硫和無機硫，因為能耗少，工藝流程簡單，處理條件溫和等優(yōu)點，洗選煤去除有機硫和除塵技術(shù)在煤炭脫硫、除塵領(lǐng)域有著不錯的前景，適合我國國情。生物脫硫技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用很廣泛，發(fā)展洗選煤去除有機硫和除塵技術(shù)，總結(jié)研究中存在的困難，提出了未來進一步研究的方向。

煤炭；洗選煤；生物脫硫；有機硫；除塵

中國是世界上最大的產(chǎn)煤國和煤消耗國，煤炭占中國一次能源的四分之三，高硫煤約占總儲量的三分之一，并且高硫煤開采比例仍在逐年上升。燃煤產(chǎn)生的二氧化硫、氮化物以及二氧化碳等隨煙氣排入大氣，導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染，同時造成了大氣污染，也是產(chǎn)生酸雨的主要原因，造成的經(jīng)濟損失每年達(dá)數(shù)百億元。而且根據(jù)我國的資源構(gòu)成和經(jīng)濟基礎(chǔ)，未來五十年里，中國一次能源消耗以煤為主的格局難以改變。如何采取可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，開發(fā)廉價的、操作簡便的煤脫硫除塵技術(shù)，將具有深遠(yuǎn)的經(jīng)濟和環(huán)境保護意義。

1 煤脫硫技術(shù)分類

煤炭的脫硫可分為煤燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫三種。燃前脫硫技術(shù)主要包括通過配煤技術(shù)把高硫煤與低硫煤相互攙混和通過洗選降低硫分、灰分以及減少二氧化硫的排放。但是配煤技術(shù)還需進一步提高。燃燒中脫硫技術(shù)主要指添加固硫劑的型煤技術(shù)和爐內(nèi)噴鈣系脫硫劑的燃燒技術(shù)，此類辦法可脫硫百分之五十到六十，不過效率較低，而且存在容易結(jié)渣、設(shè)備磨損嚴(yán)重、管道易堵塞等問題。燃燒后脫硫技術(shù)又稱煙氣脫硫技術(shù)，發(fā)達(dá)國家研究的較多，效率也比較高，但成本高。在發(fā)展中國家，煤的燃燒前脫硫，特別是通過選煤來降低煤的硫含量有著廣闊的發(fā)展前景。洗選煤技術(shù)可以在脫硫的同時脫灰，而且還可以大大提高煤炭熱效率，從費用方面來比較洗選煤技術(shù)的費用又遠(yuǎn)遠(yuǎn)比燃燒中脫硫和燃燒后脫硫低。

燃燒前脫硫又分為化學(xué)法、物理法和微生物法［1］。

化學(xué)法脫硫是通過一些化學(xué)試劑將煤中的硫，氧化或者置換出來它能脫出大部分的無機硫和少部分的有機硫，但是它的反映條件以及對設(shè)備的腐蝕對環(huán)境產(chǎn)生二次污染等等一些因素限制了它的發(fā)展。

物理法脫硫是將煤破碎，然后用重力分離法或高梯度磁分離法將黃鐵礦去除。只能脫除煤中50%左右的無機硫。常用的物理脫硫方法有：泡沫浮選脫硫、油團聚分選脫硫、磁選脫硫。

生物脫硫技術(shù)可分為生物浸出法、表面氧化法和微生物絮凝法。此技術(shù)是利用微生物能有選擇性的氧化有機硫或者無機硫，去除煤中的硫元素，而且此技術(shù)設(shè)備簡單、成本低，是目前國內(nèi)外開發(fā)研究的熱點方向。

2 生物脫硫研究現(xiàn)狀

經(jīng)過中國研究人員多年的工作，尋找培育出了多種用于生物脫硫的菌種包括氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌、黃毛原毛平革菌等等。其中氧化亞鐵硫桿菌在PH1.55-1.70，細(xì)菌濃度在108～109個/ML，在其他最佳條件下，能大幅度降低煤中黃鐵礦中的硫含量，除去1kg硫的費用不到0.5元［2］，通過技術(shù)的發(fā)展還將進一步降低費用。

此外另一種本身疏水的分歧桿菌用于微生物—絮凝法，這種細(xì)菌有選擇的吸附在煤的表面，在細(xì)菌的作用下彼此結(jié)合形成絮團，從而把礦物雜質(zhì)分離出去。此外對煤進行分選，一次可以除去85%的硫鐵礦硫和60%的灰分［3］。

3 生物脫硫技術(shù)存在的問題

從目前生物脫硫技術(shù)來看，該技術(shù)仍處在初始研究階段。存在的問題總結(jié)成以下幾點：

（1）在理論研究方面，生物脫硫的理論研究還有待深層次的提高，從而優(yōu)化實際操作技術(shù)參數(shù)

（2）現(xiàn)存的菌種較少，并且生長周期長，導(dǎo)致了生物脫硫的效率過低，從而限制了生物脫硫的工廠化和推廣。

（3）生物脫硫技術(shù)在有機硫方面的研究還需進行更深的研究，有機硫在煤中存在的形式復(fù)雜，并且差異較大，即使已經(jīng)找到幾種脫出有機硫的菌種，但為了提高效率，還需要選育出適應(yīng)性廣、能脫出多種形式的有機硫的菌種。

4 生物脫硫的發(fā)展前景

生物脫硫技術(shù)雖然目前是國內(nèi)熱門技術(shù)，但脫硫菌種單一、反應(yīng)時間長、繁殖速度慢等因素，減緩了生物脫硫的發(fā)展速度，在未來人們將有目的的培育脫硫菌種，為生物脫硫工廠化提供可能。

利用生物脫硫技術(shù)有以下突出優(yōu)勢：①成本低、設(shè)備簡單、試劑損耗?。虎谀芡瑫r除去無機硫（黃鐵礦）和有機硫，并且對煤沒有較大的損耗［3］；③反應(yīng)條件溫和，通常在常態(tài)下就能進行；④除去硫的同時能除去煤中的部分灰分從而達(dá)到脫硫除塵的效果。在未來工業(yè)研究的方向主要有以下幾個：①結(jié)合基因工程，開發(fā)多種脫硫菌種；②改善反應(yīng)條件、加快反應(yīng)速度，縮短反應(yīng)時間。開發(fā)混合菌種；③改善反應(yīng)器，為生物脫硫提供良好反應(yīng)環(huán)境；④增加煤—水間界面反應(yīng)容易程度。此外煤的復(fù)雜性、不均勻性、煤中雜質(zhì)礦物質(zhì)等等因素都需要進行相應(yīng)的研究［4］。

［1］胡雅琴.微生物脫除煤中硫的技術(shù)進展［J］.煤化工，2004，（2）：32-34.

［2］康淑云.微生物脫硫技術(shù)進展［J］.中國煤炭，1999，（5）：35-39.

［3］趙彬俠，陳五嶺，張小里.煤炭的.微生物脫硫［J］.西安礦業(yè)學(xué)院學(xué)報，1997，（4）：349-353.

［4］鐘慧芳，李雅芹，劉國振.微生物脫除煤炭中有機硫的進展［J］.微生物學(xué)報，1995，（2）：130-135.

TF321.9

A

1671-3818（2016）10-0201-01

吉林省“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”項目（編號：201611437100）。

韓風(fēng)毅（1971-），男，漢族，遼寧丹東人，副教授，主要研究環(huán)保節(jié)能減排方向。