洗选煤去除有机硫和除尘创新研究*

韩风毅，曹子云，李明秀，张秀林

（长春工程学院，吉林 长春 130012）

洗选煤去除有机硫和除尘创新研究*

韩风毅，曹子云，李明秀，张秀林

（长春工程学院，吉林 长春 130012）

洗选煤去除有机硫和除尘技术将洗选煤技术与生物脱硫技术相结合，综合了生物方法和物理方法的优点，可有效的除去煤中的灰尘、有机硫和无机硫，因为能耗少，工艺流程简单，处理条件温和等优点，洗选煤去除有机硫和除尘技术在煤炭脱硫、除尘领域有着不错的前景，适合我国国情。生物脱硫技术在国内应用很广泛，发展洗选煤去除有机硫和除尘技术，总结研究中存在的困难，提出了未来进一步研究的方向。

煤炭；洗选煤；生物脱硫；有机硫；除尘

中国是世界上最大的产煤国和煤消耗国，煤炭占中国一次能源的四分之三，高硫煤约占总储量的三分之一，并且高硫煤开采比例仍在逐年上升。燃煤产生的二氧化硫、氮化物以及二氧化碳等随烟气排入大气，导致了严重的环境污染，同时造成了大气污染，也是产生酸雨的主要原因，造成的经济损失每年达数百亿元。而且根据我国的资源构成和经济基础，未来五十年里，中国一次能源消耗以煤为主的格局难以改变。如何采取可持续发展的战略，开发廉价的、操作简便的煤脱硫除尘技术，将具有深远的经济和环境保护意义。

1 煤脱硫技术分类

煤炭的脱硫可分为煤燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫三种。燃前脱硫技术主要包括通过配煤技术把高硫煤与低硫煤相互搀混和通过洗选降低硫分、灰分以及减少二氧化硫的排放。但是配煤技术还需进一步提高。燃烧中脱硫技术主要指添加固硫剂的型煤技术和炉内喷钙系脱硫剂的燃烧技术，此类办法可脱硫百分之五十到六十，不过效率较低，而且存在容易结渣、设备磨损严重、管道易堵塞等问题。燃烧后脱硫技术又称烟气脱硫技术，发达国家研究的较多，效率也比较高，但成本高。在发展中国家，煤的燃烧前脱硫，特别是通过选煤来降低煤的硫含量有着广阔的发展前景。洗选煤技术可以在脱硫的同时脱灰，而且还可以大大提高煤炭热效率，从费用方面来比较洗选煤技术的费用又远远比燃烧中脱硫和燃烧后脱硫低。

燃烧前脱硫又分为化学法、物理法和微生物法［1］。

化学法脱硫是通过一些化学试剂将煤中的硫，氧化或者置换出来它能脱出大部分的无机硫和少部分的有机硫，但是它的反映条件以及对设备的腐蚀对环境产生二次污染等等一些因素限制了它的发展。

物理法脱硫是将煤破碎，然后用重力分离法或高梯度磁分离法将黄铁矿去除。只能脱除煤中50%左右的无机硫。常用的物理脱硫方法有：泡沫浮选脱硫、油团聚分选脱硫、磁选脱硫。

生物脱硫技术可分为生物浸出法、表面氧化法和微生物絮凝法。此技术是利用微生物能有选择性的氧化有机硫或者无机硫，去除煤中的硫元素，而且此技术设备简单、成本低，是目前国内外开发研究的热点方向。

2 生物脱硫研究现状

经过中国研究人员多年的工作，寻找培育出了多种用于生物脱硫的菌种包括氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、黄毛原毛平革菌等等。其中氧化亚铁硫杆菌在PH1.55-1.70，细菌浓度在108～109个/ML，在其他最佳条件下，能大幅度降低煤中黄铁矿中的硫含量，除去1kg硫的费用不到0.5元［2］，通过技术的发展还将进一步降低费用。

此外另一种本身疏水的分歧杆菌用于微生物—絮凝法，这种细菌有选择的吸附在煤的表面，在细菌的作用下彼此结合形成絮团，从而把矿物杂质分离出去。此外对煤进行分选，一次可以除去85%的硫铁矿硫和60%的灰分［3］。

3 生物脱硫技术存在的问题

从目前生物脱硫技术来看，该技术仍处在初始研究阶段。存在的问题总结成以下几点：

（1）在理论研究方面，生物脱硫的理论研究还有待深层次的提高，从而优化实际操作技术参数

（2）现存的菌种较少，并且生长周期长，导致了生物脱硫的效率过低，从而限制了生物脱硫的工厂化和推广。

（3）生物脱硫技术在有机硫方面的研究还需进行更深的研究，有机硫在煤中存在的形式复杂，并且差异较大，即使已经找到几种脱出有机硫的菌种，但为了提高效率，还需要选育出适应性广、能脱出多种形式的有机硫的菌种。

4 生物脱硫的发展前景

生物脱硫技术虽然目前是国内热门技术，但脱硫菌种单一、反应时间长、繁殖速度慢等因素，减缓了生物脱硫的发展速度，在未来人们将有目的的培育脱硫菌种，为生物脱硫工厂化提供可能。

利用生物脱硫技术有以下突出优势：①成本低、设备简单、试剂损耗小；②能同时除去无机硫（黄铁矿）和有机硫，并且对煤没有较大的损耗［3］；③反应条件温和，通常在常态下就能进行；④除去硫的同时能除去煤中的部分灰分从而达到脱硫除尘的效果。在未来工业研究的方向主要有以下几个：①结合基因工程，开发多种脱硫菌种；②改善反应条件、加快反应速度，缩短反应时间。开发混合菌种；③改善反应器，为生物脱硫提供良好反应环境；④增加煤—水间界面反应容易程度。此外煤的复杂性、不均匀性、煤中杂质矿物质等等因素都需要进行相应的研究［4］。

［1］胡雅琴.微生物脱除煤中硫的技术进展［J］.煤化工，2004，（2）：32-34.

［2］康淑云.微生物脱硫技术进展［J］.中国煤炭，1999，（5）：35-39.

［3］赵彬侠，陈五岭，张小里.煤炭的.微生物脱硫［J］.西安矿业学院学报，1997，（4）：349-353.

［4］钟慧芳，李雅芹，刘国振.微生物脱除煤炭中有机硫的进展［J］.微生物学报，1995，（2）：130-135.

TF321.9

A

1671-3818（2016）10-0201-01

吉林省“大学生创新创业训练计划”项目（编号：201611437100）。

韩风毅（1971-），男，汉族，辽宁丹东人，副教授，主要研究环保节能减排方向。