媒的生物脱硫技术 (一)生物脱硫机理 煤的生物脱硫法是在温和的条件下(常压,温度在100℃以下),利用生物氧化一还原反应使 煤中硫得以脱除的一种低能耗的脱硫方法。该方法不仅生产成本低,而且不会降低煤的热值。生物脱硫与几种煤脱硫工艺的比较见表3-16。表3-16生物脱硫与几种脱硫工艺的比较 技术路线脱硫率/%每吨产品操作成本/美元投资费用°美元/kW重力分选法30~40浮选法油 细煤重介质分离化学熔融碱法(TRW)生物脱硫 ①1988年美元价,括号内为1993年美元价。 ②kW为当量千瓦 1.煤中无机硫脱除机理 煤中无机硫大多以黄铁矿硫的形态存在,以微生物对煤中黄铁矿硫的氧化过程表征无机硫的 脱除机理。在有水和氧存在的条件下,黄铁矿可被氧化为SO和Fe+,但是反应很缓慢,当有脱硫嗜酸微生物存在时,能通过生物氧化还原作用,大大加快黄铁矿氧化成可溶性的硫酸和硫 酸铁的过程,从而去除黄铁矿,其中可能包括两种途径,一是黄铁矿直接被生物氧化为S0和Fe+,其化学反应式为微生物+2H2O2H, SO,+2FE, (SO,)Fes, +150. 将下“迅速氧化为Fe+作为强氧化剂与金属硫化物 二是对Fe有氧化能力的硫杆 其化学反应式为反应,将黄快矿硫氧化为或元素S14Fe++8H12O 放生的15Fe++2sO+16HFesaFes, +2F微生物,3Fe++2S风然对两种途径的相对重要性还存在争议,但是有较多的证据支持直接机理:①在煤中黄铁矿氧化初期,黄铁矿氧化细菌首先释出SO,而非Fe;②在黄铁矿表面出现了细胞大小的腐蚀点;③用能够氧化铁,但不能催化氧化硫的氧化亚铁螺菌纯培养处理黄铁矿,发现有元素硫沉积在黄铁矿上;④氧化亚铁硫杆菌在黄铁矿上比在Fe(Ⅱ)上生长具有更高的细胞产率,相应于硫氧化亚铁可获得更多的能量;⑤Fe氧化黄铁矿与黄铁矿氧化细菌的动力学速率不同,细菌比Fe+快。据此,直接机理已用于媟的微生物脱除黄铁矿的放大过程设计。 2.**硫的脱除机理 煤中的**硫主要以噻吩基(GHS-)、疏基く=SHD、硫醚(一S-)和多硫链(S)的形 式存在,二苯并噻吩(DBT)是煤中含量较高的一类**硫。**硫的脱除可以认为是通过细菌K,dama(K的破坏性代谢)途径,环羟基化,使碳环开环,结构降解,把不溶于水的DBT降解成可溶于水的磨吩行生物;二是以硫代谢为目的的4-S(S的特异代谢)途径,通过微生物直接作用于噻吩核上的硫原子,较终生成硫酸,且因噻吩是环环结构,不破坏热键,故煤不损失热量