韓風(fēng)毅，曹子云，李明秀，張秀林

（長(zhǎng)春工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130012）

洗選煤去除有機(jī)硫和除塵創(chuàng)新研究*

韓風(fēng)毅，曹子云，李明秀，張秀林

（長(zhǎng)春工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130012）

洗選煤去除有機(jī)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(diǎn)，可有效的除去煤中的灰塵、有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫，因?yàn)槟芎纳?，工藝流程?jiǎn)單，處理?xiàng)l件溫和等優(yōu)點(diǎn)，洗選煤去除有機(jī)硫和除塵技術(shù)在煤炭脫硫、除塵領(lǐng)域有著不錯(cuò)的前景，適合我國(guó)國(guó)情。生物脫硫技術(shù)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用很廣泛，發(fā)展洗選煤去除有機(jī)硫和除塵技術(shù)，總結(jié)研究中存在的困難，提出了未來(lái)進(jìn)一步研究的方向。

煤炭；洗選煤；生物脫硫；有機(jī)硫；除塵

中國(guó)是世界上最大的產(chǎn)煤國(guó)和煤消耗國(guó)，煤炭占中國(guó)一次能源的四分之三，高硫煤約占總儲(chǔ)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(shí)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(jì)損失每年達(dá)數(shù)百億元。而且根據(jù)我國(guó)的資源構(gòu)成和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，未來(lái)五十年里，中國(guó)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(jià)的、操作簡(jiǎn)便的煤脫硫除塵技術(shù)，將具有深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)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(guò)配煤技術(shù)把高硫煤與低硫煤相互攙混和通過(guò)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(jìn)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(guò)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(wèn)題。燃燒后脫硫技術(shù)又稱煙氣脫硫技術(shù)，發(fā)達(dá)國(guó)家研究的較多，效率也比較高，但成本高。在發(fā)展中國(guó)家，煤的燃燒前脫硫，特別是通過(guò)選煤來(lái)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(shí)脫灰，而且還可以大大提高煤炭熱效率，從費(fèi)用方面來(lái)比較洗選煤技術(shù)的費(fèi)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(guò)一些化學(xué)試劑將煤中的硫，氧化或者置換出來(lái)它能脫出大部分的無(wú)機(jī)硫和少部分的有機(jī)硫，但是它的反映條件以及對(duì)設(shè)備的腐蝕對(duì)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(wú)機(jī)硫。常用的物理脫硫方法有：泡沫浮選脫硫、油團(tuán)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(jī)硫或者無(wú)機(jī)硫，去除煤中的硫元素，而且此技術(shù)設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低，是目前國(guó)內(nèi)外開發(fā)研究的熱點(diǎn)方向。

2 生物脫硫研究現(xiàn)狀

經(jīng)過(guò)中國(guó)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(gè)/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(fèi)用不到0.5元［2］，通過(guò)技術(shù)的發(fā)展還將進(jìn)一步降低費(fèi)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(tuán)，從而把礦物雜質(zhì)分離出去。此外對(duì)煤進(jìn)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(wèn)題

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

（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(shí)際操作技術(shù)參數(shù)

（2）現(xiàn)存的菌種較少，并且生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，導(dǎo)致了生物脫硫的效率過(guò)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(jī)硫方面的研究還需進(jìn)行更深的研究，有機(jī)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(jī)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(jī)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(guó)內(nèi)熱門技術(shù)，但脫硫菌種單一、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、繁殖速度慢等因素，減緩了生物脫硫的發(fā)展速度，在未來(lái)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(shì)：①成本低、設(shè)備簡(jiǎn)單、試劑損耗小；②能同時(shí)除去無(wú)機(jī)硫（黃鐵礦）和有機(jī)硫，并且對(duì)煤沒(méi)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(jìn)行；④除去硫的同時(shí)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(lái)工業(yè)研究的方向主要有以下幾個(gè)：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(shí)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(jìn)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(jìn)展［J］.煤化工，2004，（2）：32-34.

［2］康淑云.微生物脫硫技術(shù)進(jìn)展［J］.中國(guó)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(bào)，1997，（4）：349-353.

［4］鐘慧芳，李雅芹，劉國(guó)振.微生物脫除煤炭中有機(jī)硫的進(jìn)展［J］.微生物學(xué)報(bào)，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(jì)劃”項(xiàng)目（編號(hào)：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。