洗選煤去除有機硫和除塵創新研究*

韓風毅，曹子云，李明秀，張秀林

（長春工程學院，吉林 長春 130012）

洗選煤去除有機硫和除塵創新研究*

韓風毅，曹子云，李明秀，張秀林

（長春工程學院，吉林 長春 130012）

洗選煤去除有機硫和除塵技術將洗選煤技術與生物脫硫技術相結合，綜合了生物方法和物理方法的優點，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，處理條件溫和等優點，洗選煤去除有機硫和除塵技術在煤炭脫硫、除塵領域有著不錯的前景，適合我國國情。生物脫硫技術在國內應用很廣泛，發展洗選煤去除有機硫和除塵技術，總結研究中存在的困難，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。燃煤產生的二氧化硫、氮化物以及二氧化碳等隨煙氣排入大氣，導致了嚴重的環境污染，同時造成了大氣污染，也是產生酸雨的主要原因，造成的經濟損失每年達數百億元。而且根據我國的資源構成和經濟基礎，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。如何采取可持續發展的戰略，開發廉價的、操作簡便的煤脫硫除塵技術，將具有深遠的經濟和環境保護意義。

1 煤脫硫技術分類

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。燃前脫硫技術主要包括通過配煤技術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。但是配煤技術還需進一步提高。燃燒中脫硫技術主要指添加固硫劑的型煤技術和爐內噴鈣系脫硫劑的燃燒技術，此類辦法可脫硫百分之五十到六十，不過效率較低，而且存在容易結渣、設備磨損嚴重、管道易堵塞等問題。燃燒后脫硫技術又稱煙氣脫硫技術，發達國家研究的較多，效率也比較高，但成本高。在發展中國家，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展前景。洗選煤技術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的費用又遠遠比燃燒中脫硫和燃燒后脫硫低。

燃燒前脫硫又分為化學法、物理法和微生物法［1］。

化學法脫硫是通過一些化學試劑將煤中的硫，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備的腐蝕對環境產生二次污染等等一些因素限制了它的發展。

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。

生物脫硫技術可分為生物浸出法、表面氧化法和微生物絮凝法。此技術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，而且此技術設備簡單、成本低，是目前國內外開發研究的熱點方向。

2 生物脫硫研究現狀

經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］，通過技術的發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，這種細菌有選擇的吸附在煤的表面，在細菌的作用下彼此結合形成絮團，從而把礦物雜質分離出去。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 生物脫硫技術存在的問題

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

（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，從而優化實際操作技術參數

（2）現存的菌種較少，并且生長周期長，導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雜，并且差異較大，即使已經找到幾種脫出有機硫的菌種，但為了提高效率，還需要選育出適應性廣、能脫出多種形式的有機硫的菌種。

4 生物脫硫的發展前景

生物脫硫技術雖然目前是國內熱門技術，但脫硫菌種單一、反應時間長、繁殖速度慢等因素，減緩了生物脫硫的發展速度，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。

利用生物脫硫技術有以下突出優勢：①成本低、設備簡單、試劑損耗小；②能同時除去無機硫（黃鐵礦）和有機硫，并且對煤沒有較大的損耗［3］；③反應條件溫和，通常在常態下就能進行；④除去硫的同時能除去煤中的部分灰分從而達到脫硫除塵的效果。在未來工業研究的方向主要有以下幾個：①結合基因工程，開發多種脫硫菌種；②改善反應條件、加快反應速度，縮短反應時間。開發混合菌種；③改善反應器，為生物脫硫提供良好反應環境；④增加煤—水間界面反應容易程度。此外煤的復雜性、不均勻性、煤中雜質礦物質等等因素都需要進行相應的研究［4］。

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

［2］康淑云.微生物脫硫技術進展［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］.西安礦業學院學報，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］.微生物學報，1995，（2）：130-135.

TF321.9

A

1671-3818（2016）10-0201-01

吉林省“大學生創新創業訓練計劃”項目（編號：201611437100）。

韓風毅（1971-），男，漢族，遼寧丹東人，副教授，主要研究環保節能減排方向。