微生物脱硫法在国内外的应用
微生物法脱除黄铁矿的试验已达中试规模, 脱有机硫的试验仍处于实验室阶段。新的概念和方法还在不断提出, 如微生物表面吸附与浮选相结合脱除黄铁矿、厌氧菌用于煤脱硫和采用非水有机溶剂为介质的微生物脱有机硫等。
在欧共体资助下, 一个干煤处理量为50 kg/ h 的微生物脱黄铁矿中试装置在意大利托雷斯港建成, 并于1992 年9 月开始试验。采用T. fer2 rooxidans 为脱硫菌, 在分成两组的6 个体积为7. 5 m3 的搅拌槽式生物反应器中, 对粒度< 40μm的煤料进行处理。试验煤浆的固体浓度范围是 6. 5 %～41. 5 % , 达到稳态的时间约为10 d。在煤浆流速为6. 94 ×10 - 2 dm3/ s (250 L/ h) 时, 在前5 个反应器内脱除90 %以上黄铁矿约为6. 254 d , 相应于黄铁矿铁的溶解速率为3 6 mg/ (dm3 ·h) , 黄铁矿生物溶解速率常数1. 53 ×1 0 - 2 h - 1。生物反应器处理1 t 干燥煤耗电200 kWh。
美国矿务局与PETC 合作对匹兹堡煤进行了两种堆沥试验, 一是将23 t 粒度< 5 cm的粗煤在室内沥滤, 一年后大约50 %黄铁矿硫被脱除; 二是采用了两个1 0 t 的粒度为6～18 mm 的精煤, 分别在室内和室外进行堆沥。结果表明, 室内与室外无明显差异。
在微生物脱有机硫方面, Isbister 等曾采用 Ps. putida 的突变体CB1 在一个日处理2 500 lb(1 135kg) 煤的小型中试装置上进行试验, 生物反应器为简单的空气搅拌槽, ARCTECH也曾用CB1 在一个煤处理量为4. 54 kg/ d 的小型装置上对各种煤进行试验, 有机硫的脱除为(10～29) wt %。 Kargi提出一个两步过程, 采用极喜热的 S. acidocaldarius , 首先在70 ℃和p H = 2. 5 的条件下, 用4～6 d 时间将黄铁矿脱除。然后, 再用4 周时间脱除有机硫, 第二步所需微生物菌种在含 DBT的介质中单独培养, 反应在厚度为0. 2 m的浅池中进行。
近年来, 国外提出一种二段法微生物脱硫工艺,流程如图2 所示。第一段使用以CO2 作为碳源的自营养微生物菌脱除黄铁矿硫; 第二段用从外部化合物获得碳源的异氧微生物菌脱除煤中有机硫。在第一段用烟道气的CO2 作碳源与O2 一同鼓气, 用酸性水进行再循环, 使工艺过程更为经济、有效。
在我国,主要开展的研究有:云南大学侯春等从煤中筛选菌株进行了对煤中硫脱除的研究; 包头钢铁学院任雁秋等利用空气搅拌法, 研究了内蒙古自治区酸性废性矿井水、土壤液、城市污水和工厂废液对乌达雀儿沟煤中硫的脱硫能力; 叶春松等通过试验研究了影响微生物脱硫的几个主要因素; 周志付等进行了微生物预处理浮选脱硫的研究。
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