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煤炭脱硫技术发展现状
煤炭脱硫技术发展现状
煤炭脱硫技术包括:
洗选、化学、生物和微波等脱硫方法。
洗选法脱硫最经济,但只能脱无机硫;生物、化学法脱硫不仅能脱无机硫,也能脱除有机硫,但生产成本昂贵,距工业应用尚有较大距离。
洗选脱硫包括采用跳汰、摇床、水介质旋流器、螺旋溜槽和浮选等。
实践证明,上述方法对煤中黄铁矿呈粗粒嵌布(0.5mm以上)的团块的排除是有效的,但对细粒级煤和煤中黄铁矿呈细粒嵌布的高硫难选煤的处理时困难的。
其根源在于煤系黄铁矿的特殊表面性质,导致其具有一定疏水性,与煤分离难度增加。
([]郑楚光.洁净煤技术[M].武汉:
华中理工大学出版社,1996:
153.)
煤炭脱硫技术总体上分为煤燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫三种,其中:
(1)燃烧后脱硫技术又称烟气脱硫技术,该技术发达国家研究的比较多。
烟气脱硫的效率较高,脱硫效果较好,但其一次性投资运行费用较高,为电厂的1/3左右。
由于成本高,所以我国目前应用较少。
(2)燃烧中脱硫技术主要指向炉内喷入钙系脱硫剂的煤炭燃烧技术和添加固硫剂的型煤技术。
其中沸腾燃烧固硫方法主要是利用脱硫剂如CaO在床层温度下热解进行固硫反应。
利用该方法脱硫,要达到较高脱硫效果Ca/S的摩尔比必须大于10,因此如何提高脱硫剂的利用率,降低Ca/S比,同时又达到较高的脱硫效果,是沸腾燃烧脱硫的研究课题而流化床燃烧固硫是用于煤炭脱硫的又一种燃烧技术,它能实现炉内固硫和低温燃烧,从而降低SO2的排放量。
燃烧中脱硫普遍存在效率不高,且有易结渣、磨损和堵塞等问题。
(3)燃前脱硫技术主要包括通过洗选减少硫分、灰分,以降低SO2的排放的选煤技术、水煤浆技术、型煤技术和动力煤配煤技术等。
对于我国这样的发展中国家来说,煤的燃前脱硫,尤其是通过选煤来降低煤的含硫量具有非常重要的意义。
选煤是洁净煤技术的源头技术,既能脱硫又能降灰,同时还可以提高热能利用效率,并且选煤的费用又远远低于燃中和燃后脱硫。
煤的燃前脱硫又分为物理法、化学法和生物法三种。
其中:
(1)物理法脱硫是根据煤炭颗粒与含硫化合物在密度、表面化学性质、磁性和导电性等的差异而去除煤中无机硫的方法,包括重选、浮选和高梯度磁选脱硫等。
物理脱硫法工艺成熟,成本较低,易于实现工业化生产。
但缺点是不能同时去除煤中有机硫,而且无机硫的晶体结构、大小及分布等会影响脱硫效果和煤炭回收率。
(2)化学法脱硫的原理是通过氧化剂把硫氧化或把硫置换而达脱硫的目的。
尽管它可以脱除大部分无机硫(不受硫的晶体结构、大小和分布的影响)和相当部分的有机硫,但是必须高温、高压并使用腐蚀性沥滤剂,经常需要在一定的酸碱条件下进行,对煤的性质影响较大,如引起煤的粘结性变差、发热量降低等,同时因过程能耗大、设备复杂,因此未能投入实际工业应用。
(3)生物法脱硫的原理是利用特定微生物能够选择性地氧化有机硫或无机硫的特点,去除煤中的硫元素,包括浸出和表面氧化等方法。
生物脱硫的优点是既能专一地脱除结构复杂、嵌布粒度很细的无机硫(如黄铁矿硫),同时又能脱除部分有机硫,且反应条件温和、设备简单、成本低。
其中煤炭生物脱硫是应用于煤炭工业的一项生物工程新技术。
虽然生物脱硫尚存在一些缺点,如传统脱硫细菌生长慢、脱硫时间长等。
但与物理法、化学法相比,微生物脱硫以其能耗小,成本低、污染少等优点,受到世界各国的普遍重视,目前已成为国内外煤炭脱硫研究开发的重点。
([]张东晨.微生物脱除煤炭中的黄铁矿硫[M].合肥:
合肥工业大学出版社,1995:
4-5.)
燃烧前脱硫:
(1)机械分选法;
(2)高梯度强磁分离煤脱硫技术:
国外在20世纪70年代就已开始研究,并取得了可喜的成果。
煤中含硫物质有机物为逆磁性,而大部分九机矿物质为顺磁性。
煤中的硫可分为有机硫和无机硫,有机硫即与有机物以化学键结合的硫,为逆磁性;无机硫包括黄铁矿(FeSO4)或白铁矿、硫酸盐等,它们都有较强的磁性,为顺磁性物质。
我国西南地区高硫煤中的硫大多以黄铁矿的形式存在,硫酸盐硫含量极少。
高梯度强磁分离煤脱硫可分为干法和湿法两种形式。
干法脱硫就是以空气为载流体,使煤粉均匀分散于空气中,然后使其通过高梯度强磁分离区。
在那里,顺磁性黄铁矿等矿物质被聚磁基质捕获,其他有机物通过分离区后成为精煤产品。
湿法脱硫是以水(油、甲醇)等作为载流体,基本方法同干法分选。
由于湿法脱硫具有流程简单,脱硫效果好等优点,因而多采用以水煤浆为原料的脱硫工艺。
(3)微波辐射法微波能照射煤时,煤中黄铁矿中的硫最容易吸收微波,有机硫次之,煤基质基本上不吸收微波,量子物理学观点认为:
物质受到微波能电子作用后,分子受到一定程度的激发,发生一系列微观效应,如电子自旋共振、核白族、大分子结构的转动和振动等,其总的结果是使分子具有较大的化学活性,有利于化学反应的进行。
煤微波脱硫的原理是煤和浸提剂组成的试样在微波电磁场作用下,产生极化效应,从而削弱煤中硫原子和其他原子之间的化学亲和力,促进煤中硫与浸提剂发生化学反应生成可溶性硫化物,通过洗涤从煤中除去。
此法可以脱去煤中无机硫、有机硫。
微波照射和酸洗处理相结合的脱硫法原理:
这种方法是采用微波照射和酸洗处理来研究煤中固有的Fe-S化合物的转变。
经微波照射可以诱发贮存在煤中的二硫化铁(黄铁矿)与其周围组分之间进行热脱硫反应,并且能把黄铁矿转换成盐酸溶液可溶的磁黄铁矿Fe1-xS和陨硫铁,微波照射100s后,经酸洗处理可使煤中无机硫含量减少97%。
微波照射熔融烧碱煤脱硫原理借助于氢氧化钠和氢氧化钾的混合液,微波照射可以提高煤的脱硫率。
(4)微生物降解法a.无机硫脱除原理煤炭中无机硫大多以黄铁矿(FeS2)的形态存在。
在微生物的作用下,无机硫被氧化、溶解而脱除,该过程涉及两方面的作用:
一是微生物的直接作用,一是中间产物引起的纯粹化学作用。
无机硫的脱除机理如下:
首先是微生物附着在黄铁矿(FeS2)表面发生氧化溶解作用,生成硫酸和Fe2+;而且Fe2+被氧化为Fe3+具氧化性,又与其他的黄铁矿发生化学氧化作用,自身被还原成Fe2+,同时生成单质硫;单质硫在微生物作用下被氧化成硫酸而除去,显见,在这一循环氧化还原反应过程中,铁离子是中介体,由于微生物和化学氧化两种相互作用,加速了黄铁矿FeS2的溶解,微生物的重要作用在于使Fe2+变成Fe3+的铁氧化作用以及使单体硫变成硫酸的硫氧化作用。
而中间产物(Fe2+和单质硫)又能被微生物用作能源,促进微生物繁衍。
目前已知能脱除无机硫的微生物有氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillusferrooridans)、氧化硫硫杆菌(Thiobacilluethiooxidans)以及能在70℃高温下生长发育的古细菌(Sulfolobusacidocardarius,Acid-ianusbrierleyi)。
这些细菌自铁和硫等无机物氧化中获取能量,并能固定空气中CO2而繁殖,属自养菌。
它们在自然界的温泉、硫化物矿床等含铁、硫丰富的酸性环境中生息,一般生长缓慢,较难得到大量菌体,有资料报道,利用此类细菌在实验室烧瓶试验条件下,脱除煤中90%的无机硫需1~2周时间。
微生物脱硫技术开发现状:
国际上以美国为中心最早开展煤炭微生物脱硫技术研究,美国ARTECH公司研究的CBI菌株,在实验室可脱去18%~47%的有机硫。
而美国煤气技术研究所筛选出IGTS7混合菌,能脱除有机硫达91%,使硫从2.25%降至0.205%,日本中央电力研究所从土壤中分离出一种铁氧化硫杆菌,能有效除去煤中无机硫,同时在煤水浆中添加丝状菌青霉成功地脱除煤中硫。
美国、荷兰等国均报道了半工业试验成果。
国内同类研究工作刚刚起步,中国矿业大学自某矿井渗水中分离得氧化亚铁硫杆菌,经28℃摇振培养菌体,考察了能源条件、菌接种、氮营养及酸预洗煤等多种因素对脱硫的影响,10g煤样至12d脱硫,去除率为35.3%~41.3%,具有一定的应用价值。
国外学者对煤炭微生物脱硫技术进行了大量的基础性和应用性开发研究,在无机硫脱除机理、菌种筛选培育、反应器的设计开发等方面都取得了有实用价值的成果,并进行了半工业性试验。
国内学者进行厂实验室规模的研究。
今后应注重脱硫微生物的改良,尤其是在探明有机硫脱除机理的基础上,培育出能脱除有机硫的优良菌种,进一步提高微生物脱硫效率,并亦考虑二次产物的妥善处置。
微生物脱硫技术是一种投资少、能耗低、污染少的好方法,对于减少燃煤SO2的发生量、拓宽煤炭的应用范围具有重要意义。
([]雷仲存.工业脱硫技术[M].北京:
化学工业出版社,2001:
31-65.)
一、国内脱硫技术现状
1重选脱硫技术
重力脱硫法是目前广泛采用的一种脱硫方法,在常用的重力脱硫设备中,较为新型的设备是圆筒形无压给料三产品旋流器。
采用摇床选煤,适用于分选煤和矸石密度相差较大或含黄铁矿较多的6mm以下的煤[2,7],适用于分选低灰精煤和脱硫。
摇床的脱硫效果较好,美国[11],澳大利亚和俄罗斯目前仍有用摇床分选细粒级煤。
在美国,摇床选煤量占选煤量的10%左右[11],但单位面积处理能力低,占地面积大,在国内选煤厂特别是老厂,技术改造受到限制。
国内大多数选煤厂采用跳台工艺,由于跳汰机分选精度较低,特别是降灰效果不理想,有些选煤厂用跳汰机甚至选不出合格精煤[14],虽然跳汰选也有较好的脱硫效果,也限制了跳汰机的优势。
如南桐选煤厂采用传统的跳汰-摇床-浮选分选工艺,当洗选易选煤时,脱硫降灰效果较好,但随着煤质可选性的下降和用户质量要求的提高,已经无法满足脱硫降灰的要求。
水介质旋流器处理量极小,仅适合处理粗煤泥部分,在大型选煤厂中无法代替主洗设备。
重介质旋流器选煤技术,采用一种密度的悬浮液,使用一套介质系统,可实现60~0.5mm级原煤的混合入洗[9,15],强化和简化了脱介和介质回收工艺。
分选系统由两段重介质旋流器和小直径煤泥旋流器组成,采用一套低密度悬浮液实现了三个系统的分选。
主选系统只有一种低密度循环悬浮液,主再洗重介旋流器的特殊组配,构成+0.5mm级原煤的有效分选,-0.5mm级粉煤由小直径煤泥重介旋流器实施强化分选。
该工艺的核心分选设备是3NMX1200/850型无压三产品重介质旋流器,它由圆筒形旋流器作为一级和由圆筒-圆锥旋流器作为二级旋流器串联而成。
该技术的成功使用,使中国重介质选煤工艺、设备及其自动化控制技术水平上了一个新的台阶,对推动中国洁净煤技术产业化和选煤厂向优质、高效方向发展提供了重要的技术支撑作用。
有压圆筒圆锥型煤泥重介质旋流器组的研究开发成功和投产虽然在工业生产中实现煤泥的重介质分选,有效分选下限达到0.045mm[17,18],利用重介质的分级和浓缩特性解决煤泥随主旋流器精煤合格介质分选进入煤泥重介质旋流器分选,降低浮选机的入浮量。
总之,常用的重选脱硫方法具有工艺成熟,成本较低,易于实现工业化生产,对于+0.5mm级以上煤的脱硫降灰可以考虑采用大型无压三产品旋流器进行分选。
2电磁选脱硫技术
干法摩擦电选技术,用于细粒煤的脱硫降灰。
利用充分分散的细粒群在强气体的夹带下,经与摩擦器碰撞以及颗粒间的碰撞,从而使煤中的有机质和矿物质分别带上极性相反的电荷,有机质颗粒电正电,矿物质颗粒带负电。
将不同电荷的有机质和矿物质颗粒群引入高压电场中,吸附到极性相反的极性上,从而实现两者的分离。
煤的磁选脱硫技术:
利用煤中黄铁矿有弱磁性和有机质的非磁性差异在强磁场中将黄铁矿从煤中分离[20];分为煤的湿式高梯度磁选和干式高梯度磁选。
都有较好的脱硫效果,无机硫脱除60%以上[21],但降灰效果不理想,生产成本高,难以推广。
3化学脱硫技术
化学脱硫[23]技术主要是利用强碱、强酸和强氧化剂把硫氧化或把硫置换而达脱硫的目的。
常用的有Mayers方法、CaCl2氧化法、NaOH融法、(NH)40H法以及H2O2氧化法等,尽管化学法可以脱去煤中几乎所有的无机硫和许多有机硫,但存在工艺条件复杂和成本高等问题,有时需要在一定的酸碱条件下进行,有时甚至需要在高温下进行。
对炼焦煤而言,对煤的性质影响较大,如引起煤的粘结性变差和发热量降低等。
目前仅限于实验室研究。
4生物脱硫技术
微生物脱硫的原理是利用某些嗜酸耐热菌在生长过程中消化吸收Fe3+和S0等特性,从而促进黄铁矿氧化分解与脱除,硫的脱除率在90%以上[2,25,26],微生物脱硫方法主要有堆浸法、表面氧化法、浸出法等方法。
但脱硫反应时间长,难以适应工业化脱硫的需要。
堆浸法周期长达30天以上,微生物繁殖慢,并有酸性处理液产生,形成二次污染[28,29],至今未达到实用阶段。
5微生物表面处理浮选法脱硫技术
利用亲水性的细菌微生物,如氧化硫杆菌或氧化亚铁杆菌等。
利用它们对黄铁矿的选择性吸附和大量吸附后对黄铁矿表面的改性作用,增加亲水性,使得黄铁矿被抑制,通过浮选尾矿排除。
与传统的微生物浸出脱硫法不同,主要是通过细菌在矿浆中对黄铁矿的快速吸附。
而改变黄铁矿表面性质。
存在的问题仍然是,多数细菌生长和作用都是在酸性条件下,且细菌生长较慢。
目前正致力于发现和培育能在中性条件下快速生长和改性的微生物。
6煤泥脱硫技术
随着机械化程度的提高,煤泥含量越来越多,极细粒(-74um)的煤泥含量随之增加,这部分煤泥的脱硫是当前燃煤前脱硫的重点和难点[31]。
国内对极细粒嵌布的煤系黄铁矿方面,缺乏系统的有效的理论体系指导[33,34]。
常用的方法有选择性絮凝和油团聚技术等方法。
选择性絮凝根据可燃体与非可燃体两部分颗粒表面性质的不同进行分选,是一种较为理想的极细粒煤泥分选方法。
该方法可以脱除煤泥中单体解离的微细粒黄铁矿,从而降低煤泥中无机硫的含量。
在选择性絮凝的过程中添加煤系黄铁矿抑制剂,可以提高选择性絮凝脱硫效果。
油团聚法是将选择性絮凝与重液旋流分选技术合二为一,可以取得较好的脱硫降灰效果,但生产成本比正常的选煤成本高得多,且处理量远低于选煤厂中煤泥处理量,目前还没有应用到工业生产中。
7其它脱硫技术
旋流水膜脱硫采用高效防堵吸收板,第一级采用旋流水膜除尘器,第二级高效吸收板再次脱硫与除尘,从而实现燃烧过程中的脱硫[35]。
煤中有机硫很难脱除,在超声波辐射下用碘甲烷可以脱除部分有机硫,脱硫效果随着碘甲烷用量和超声波辐射时间的增加而增加[36]螺旋分选机分选细粒煤时利用重力和离心力进行降灰脱硫,有资料表明,当精煤硫分在0.92~0.97%时,尾煤硫分富集到4.31~6.62%[37],对一些氧化程度严重、硫分较高以及不适宜用浮选的煤泥,螺旋分选机也是一种可选设备。
但单机处理量仅在中、小地方煤矿的煤泥分选中有应用。
热解脱硫技术主要有美的微波脱硫,加氧热解和热解过程中脱硫。
目前仅处于实验室阶段,有待进一步研究。
二国外脱硫技术现状
在美国利用戴斯特摇床分选13~0.5mm末煤,在多数情况下,分选-0.5uun级煤泥时效果下降,这种设备在美国得到普遍使用的原因是美国重视脱硫,而摇床脱除黄铁矿效果较好。
除了美国以外的其它国家很少使用摇床,但随高硫煤层的开采,这种设备也将引起重视,是水力分选脱硫的一个发展方向[22]。
美国曾采用煤-黄铁矿反浮选方法代替两段浮选法[2]:
第一段为常规浮选,浮出精煤,但含硫量较高;第二段为精煤反浮选,抑制精煤、浮选脱出除黄铁矿。
所用药剂尾Aero633,为美国氰胺公司产品,是一种含氰、氧、钙、钠的氰化物,可抑制含碳脉石,含氰有毒性。
美国也曾使用过淀粉、树胶等有机物,用于处理美国东部的易选煤取得了较好的效果,一般能脱除煤中44~65%的黄铁矿。
但工业试验结果不理想,原因可能是浮硫抑煤时,一段浮选精煤中所带杂质和煤一起被抑制,留在浮选槽的结果。
对于有机硫含量低的煤,采用煤一黄铁矿浮出法脱硫是有效的。
在印度将适当粒度组成的煤采用最佳比例和浓度的碱加以处理,最好是用苛性钠溶液在温度不超过150~1600的常压条件下处理2~3小时,处理过的煤再用无机酸适当浸滤,用水清洗,以使脱除了矿物杂质的煤净化,能脱除60~80%的无机硫和70~80%的磷[60]。
煤炭的脱硫问题是世界主要产煤国一直都十分关注的问题。
煤炭的脱硫技术总体上分为燃烧前脱硫、燃烧中固硫和燃烧后烟道气脱硫三个方面。
燃烧中固硫技术主要是指添加固硫剂的型煤技术和炉内喷入钙系脱硫剂的煤粉技术,这类技术可脱硫50%~60%,但效率不高,有易结渣、磨损和堵塞的问题。
燃烧后烟道气脱硫效率较高,但成本也较高。
从科学合理利用资源考虑,应在煤炭燃烧前尽可能脱除其硫分,避免给燃烧和炼焦等其它后续环节造成恶劣影响。
燃烧中固硫和烟透气脱硫是在燃前脱硫达不到要求时采用的办法。
从经济角度考虑,燃前用物理方法脱硫成本最低,相当于燃后脱硫的1/10[1]([1]俞珠峰,洁净煤技术发展及应用,化学工业出版社,2004,12-16)。
因此燃前脱硫是煤炭脱硫的主要环节。
燃前脱硫按其原理分,大致可分为三类:
物理脱硫、化学脱硫和生物脱硫[2]([2]胡军,高硫煤脱硫工艺与理论研究:
[博士论文],北京;北京科技大学,2001)。
1、物理脱硫法
物理脱硫法主要基于煤中硫(主要是硫化铁硫)与煤基体的物理性质或物理化学性质,如密度、电性质、磁性质、表面性质等的不同,将其与煤基体分离开来的过程。
目前,煤炭物理法脱硫方法主要有重选、浮选、磁选、电选、选择性絮凝油团选等,工艺较简单,可脱除50%~80%的黄铁矿[3]([3]胡雅琴,微生物脱除煤中硫的技术进展[J].煤化工,2004,32
(2):
32~34)。
但是物理法对煤质中高度分散的黄铁矿作用不大,而且不能脱除大部分的有机硫。
虽然各种物理方法能脱除无机硫和部分有机硫,但在较强的反应条件下,煤的结构、粘结性被破坏,热值损失,并且物理法脱硫的过程能耗大,影响了工艺的经济竞争力[4]([4]曹长江.高硫煤的脱硫工艺研究[D].天津:
天津大学,2006.)。
物理法脱硫的优点是:
过程比较简单,设备成本低,已有一定规模的生产应用。
其缺点是:
不能去除其中大部分的有机硫,而且无机硫的晶体结构、大小及分布影响脱硫效果和产品回收,能耗损失大。
近几年,美国、日本、德国及澳大利亚等国对煤炭的深度降灰脱硫开展了大量工作,如微细磁铁矿重介旋流器、静电选、高梯度磁选、浮选柱、油团选、选择性絮凝等。
美国在微泡浮选柱和油团选方面已投入工业应用。
1998年末有选煤厂1581座,选煤能力494.33Mt,入选量327.63Mt,入选率25.66%。
最大炼焦煤选厂设计能力400万t/年,最大动力煤选厂设计能力1900万t/年。
国内自行研制的设备已基本满足400万t/年以下各类选煤厂建设和改造需要,有些工艺指标已达到或接近世界先进水平。
国有大中型选煤厂技术改造的主要内容,已由过去单纯注重降灰转为降灰与脱硫并举及回收洗矸中的黄铁矿[5]([5]喻舒.煤炭燃前脱硫技术[J].电站系统工程,2005,21(5):
41-42.)。
2化学脱硫法
化学脱硫法是利用强碱、强酸和强氧化剂等化学试剂在一定的条件下与煤发生化学反应,使煤中硫分转化为可溶物,继而从煤中洗脱的一种脱硫技术方法。
根据所用的化学试剂的种类和反应原理的不同,化学脱硫法可分为碱处理法,氧化法,溶剂萃取法,热解法,微波处理法[5]([5]李成峰,任建勋,杜美利,煤脱硫技术研究进展,2004,23(3):
83~85)。
化学方法脱硫最大的优点是能脱除大部分无机硫(不受硫的晶体结构、大小和分布的影响)和相当部分的有机硫[6,7]([6]许平,细菌脱除有机硫的遗传学背景,微生物学进展,2000,27(5):
368~370.[7]李国辉,胡杰南,煤的微生物法脱硫研究进展,化学进展,1997,9
(1):
79~89.)。
其缺点是必须在高温,高压下进行,能耗高、费用大。
开发中的各种化学或物理方法能脱除无机硫和部分有机硫,但在较强的反应条件下,煤的结构、粘结性被破坏,热值损失,同时高温、高压和强氧化还原条件使设备及操作费用显著提高,影响了工艺的经济竞争力[8]([8]刘露琛.煤炭脱硫微生物高效菌种选育及脱硫试验研究[D].成都:
成都理工大学,2008.)。
到目前为止,因经济成本高,还没能大规模投入实际应用。
3生物脱硫法
煤的微生物脱硫也是针对性强的脱硫方法。
它是通过培育出针对含硫化合物的菌种,利用煤中含硫化合物的生物化学反应,使含硫化合物氧化后,用酸洗、沥滤的方法实现脱硫。
微生物浸出用于煤脱硫,具有只需室温、低压的温和条件,对煤有机质破坏小的优点,在美、德、日、俄、加、中国等均取得了许多煤微生物脱硫研究成果。
欧共体在意大利建成了处理能力50kg/h煤微生物脱硫的示范厂,以期为该工艺商业化提供必要的经济、技术数据[5]([5]喻舒.煤炭燃前脱硫技术[J].电站系统工程,2005,21(5):
41-42.)。
目前煤的微生物脱硫主要有以下两种方法:
(1)生物浸出法:
生物浸出法是通过微生物的氧化作用将黄铁矿氧化分解成铁离子和硫酸,硫酸溶于水后将其从煤炭中排除的脱硫方法。
应用该方法脱硫的优点是装置简单,只需在煤堆上面洒上含有微生物的水,通过水的浸透,实现煤的微生物脱硫,生成的硫酸在煤堆底部收集,从而达到从煤中脱去硫的目的。
但缺点是处理时间较长,采用这种方法处理一批煤大约需30d左右,而且浸出的废液如果不及时处理,很容易成为二次污染。
(2)生物表面处理法:
将大量繁殖的细菌液加在欲处理的高硫煤浆中,在一定的细菌浓度和介质条件下,细菌会有选择的吸附在黄铁矿表面,使得黄铁矿的表面由疏水性变为亲水性,与此同时,细菌却难以附着在煤炭颗粒表面,颗粒仍保持其疏水性,从而利用浮选技术把煤和黄铁矿分开,使用最多的微生物是氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌。
当前微生物煤炭表面改性强化脱硫方面的研究主要集中在以下几个方面:
一是选择、发现新菌种,对老菌种进行培养、驯化,使之具有新的功能,扩大其应用;二是探索最适宜的细菌作用、改性、分选的条件,以尽量接近现行的工业生产条件;三是结合以上的研究和试验过程,进行有关煤、黄铁矿或其他矿粒表面性质变化的测定、分析,以掌握其规律,了解其改性和吸附机理。
[9]([9]张鸿波,边炳鑫,康华.当前我国煤炭脱硫方法的应用[J].国外金属矿选矿,2002,(8):
20-22.)。
国内目前对微生物煤炭脱硫研究较多的是脱除黄铁矿硫,且仅限于试验室小型试验,对大规模培养微生物研究得较少,而微生物如何及时供应也是影响煤炭脱硫的一个重要方面,对脱除有机硫的研究国内尚处于起步阶段。
国外对微生物脱除煤中硫的研究,不仅进行了脱除黄铁矿硫的研究工作,在有机硫的脱除方面也取得了很大进展[9]([9]张东民,解庆林,张萍等.煤炭脱硫的研究现状[J].广西轻工业,2007,(5):
84-85,111.)。
微生物脱硫方法存在的问题主要有微生物本身的问题,如活性、对温度的敏感性等,也有煤中硫的快速检测,如何降低煤的前处理费用问题,脱硫之后产物的进一步合理处理等[10]([10]孙丽梅,单忠健.国内外煤炭燃前脱硫工艺的研究进展[J].洁净煤技术,2005,11
(1):
55-58.)。
[4]董宪姝.煤电化学强化浮选脱硫过程及机理的研究[D].太原:
太原理工大学,2002.
5煤的脱硫方法[3]-[6][16]-[18]
煤的脱硫问题是世界主要产煤国家几十年来一直十分关注的问题。
无论是炼焦煤还是动力煤,只要含硫量高均需脱除煤中硫分。
动力煤的脱硫过程一般可以分为燃前脱硫、燃中固硫和燃后烟道气脱硫一个方面。
从经济角度考虑以燃前脱硫成本最低,烟道气脱硫成本最高。
炼焦煤的脱硫技术远比动力煤的脱硫技术复杂,因为脱硫后的炼焦煤决不允许降低其原有结焦性,如脱硫后降低甚至丧失了煤的结焦性,也就不能再作为炼焦煤使用了。
国内外资料表明,建燃前脱硫厂的投资仅为电厂脱硫装置的1/10;叶大武研究表明:
选煤厂脱除1t二氧化硫的成本约为500-600元,而电厂的脱硫装置脱除1t二氧化硫的成本约为1400-1600元人民币。
从经济角度考虑,以燃前脱硫成本最低。
煤的物理脱硫法只能脱除煤中40%-80%的
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