微生物脫硫法在國內外的應用
微生物法脫除黃鐵礦的試驗已達中試規(guī)模, 脫有機硫的試驗仍處于實驗室階段。新的概念和方法還在不斷提出, 如微生物表面吸附與浮選相結合脫除黃鐵礦、厭氧菌用于煤脫硫和采用非水有機溶劑為介質的微生物脫有機硫等。
在歐共體資助下, 一個干煤處理量為50 kg/ h 的微生物脫黃鐵礦中試裝置在意大利托雷斯港建成, 并于1992 年9 月開始試驗。采用T. fer2 rooxidans 為脫硫菌, 在分成兩組的6 個體積為7. 5 m3 的攪拌槽式生物反應器中, 對粒度< 40μm的煤料進行處理。試驗煤漿的固體濃度范圍是 6. 5 %～41. 5 % , 達到穩(wěn)態(tài)的時間約為10 d。在煤漿流速為6. 94 ×10 - 2 dm3/ s (250 L/ h) 時, 在前5 個反應器內脫除90 %以上黃鐵礦約為6. 254 d , 相應于黃鐵礦鐵的溶解速率為3 6 mg/ (dm3 ·h) , 黃鐵礦生物溶解速率常數(shù)1. 53 ×1 0 - 2 h - 1。生物反應器處理1 t 干燥煤耗電200 kWh。
美國礦務局與PETC 合作對匹茲堡煤進行了兩種堆瀝試驗, 一是將23 t 粒度< 5 cm的粗煤在室內瀝濾, 一年后大約50 %黃鐵礦硫被脫除; 二是采用了兩個1 0 t 的粒度為6～18 mm 的精煤, 分別在室內和室外進行堆瀝。結果表明, 室內與室外無明顯差異。
在微生物脫有機硫方面, Isbister 等曾采用 Ps. putida 的突變體CB1 在一個日處理2 500 lb(1 135kg) 煤的小型中試裝置上進行試驗, 生物反應器為簡單的空氣攪拌槽, ARCTECH也曾用CB1 在一個煤處理量為4. 54 kg/ d 的小型裝置上對各種煤進行試驗, 有機硫的脫除為(10～29) wt %。 Kargi提出一個兩步過程, 采用極喜熱的 S. acidocaldarius , 首先在70 ℃和p H = 2. 5 的條件下, 用4～6 d 時間將黃鐵礦脫除。然后, 再用4 周時間脫除有機硫, 第二步所需微生物菌種在含 DBT的介質中單獨培養(yǎng), 反應在厚度為0. 2 m的淺池中進行。
近年來, 國外提出一種二段法微生物脫硫工藝,流程如圖2 所示。第一段使用以CO2 作為碳源的自營養(yǎng)微生物菌脫除黃鐵礦硫; 第二段用從外部化合物獲得碳源的異氧微生物菌脫除煤中有機硫。在第一段用煙道氣的CO2 作碳源與O2 一同鼓氣, 用酸性水進行再循環(huán), 使工藝過程更為經(jīng)濟、有效。
在我國,主要開展的研究有:云南大學侯春等從煤中篩選菌株進行了對煤中硫脫除的研究; 包頭鋼鐵學院任雁秋等利用空氣攪拌法, 研究了內蒙古自治區(qū)酸性廢性礦井水、土壤液、城市污水和工廠廢液對烏達雀兒溝煤中硫的脫硫能力; 葉春松等通過試驗研究了影響微生物脫硫的幾個主要因素; 周志付等進行了微生物預處理浮選脫硫的研究。
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