CN101607226A - 一种利用生物预处理和浮选脱除煤泥中硫的工艺 - Google Patents

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肖宝清
黄雪洁
闫海
马佳
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Abstract

一种利用生物预处理和浮选脱除煤泥中硫的工艺，属于煤炭浮选领域；适用于－0.5mm粒径且－0.074mm达到50％的细粒煤泥的燃前脱硫，以减少工业硫化气体的排放。该工艺采用生物预处理与传统浮选工艺相结合的方法来脱除细粒煤泥中的硫份。由于硫在煤炭中存在形式复杂，它主要包括无机硫和有机硫，有时还包括微量的呈单体状态的元素硫。黄铁矿(FeS2)属于无机硫的范畴，是煤炭中硫的主要组成部分，具有疏水性，在传统浮选工艺中很难将其去除干净。该工艺首先加入一定量的生物药剂，一方面将有机硫转变为硫酸盐，一方面改变黄铁矿的疏水性，使之亲水，并最终通过传统浮选将其脱去。通过试验验证，在生物预处理的前期工艺中，－0.5mm煤泥的硫份去除率在50～70％之间，并大大减少了工业脱硫成本。

Description

一种利用生物预处理和浮选脱除煤泥中硫的工艺
技术领域
本发明属于生物药剂和煤炭脱硫工艺的研究范畴，是相对于-0.5mm级别的细粒煤泥，进行硫份脱除回收精煤的课题研究。
背景技术
目前，高品位优质的煤炭资源日益枯竭，而含硫大于2％的高硫煤在煤炭总开采量中所占比重越来越大，煤炭脱硫已经成为必不可少的工业流程之一。煤的脱硫技术可分为三类：燃烧前脱硫、燃烧中固硫和燃烧后脱硫。其中燃前脱硫脱除率约40％；燃中固硫率40～50％；燃后脱硫，虽脱硫效率高，一般可达90％以上，但存在投资大，运行成本相对较高以及脱硫后废石膏如何利用等问题，因此限制其进一步利用。
发明内容
本发明目的是结合煤泥浮选工艺，解决煤炭燃前脱硫脱除率低的问题。
由于煤为非均相的矿物或岩石，煤炭产品均含有数量不等的硫，含量通常0.25～7％之间，平均硫分为1.11％。硫在煤炭中存在形式复杂，它主要包括无硫和有机硫，有时还包括微量的呈单体状态的元素硫。其中黄铁矿(FeS2)属于无机硫的范畴，是煤炭中硫的主要组成部分，具有疏水性，不利于浮选脱硫的进行。而有机硫与无机硫不同，它是煤中有机质的组成部分，以有机键结合，均匀分布于煤中，有机硫主要以噻吩基(C4H4S-)、硫(-S-)和多硫链(-S-)X的形式存在，在一定的化学条件下，可以转化为硫酸盐。
一种利用生物预处理和浮选脱除煤泥中硫的工艺，其特征主要是利用生物药剂对细粒煤泥进行预处理，本发明的技术方案为：
1.以-0.5mm粒径的煤泥为原料，其中-0.074mm的粒度约50％以上；
2.用一定量的煤基、0.1～5wt％(煤基)的生物药剂以及一定比例的水，配制成浓度在1～60wt％范围的煤浆液。其中，生物药剂选用红球菌(菌液浓度1～100g/l)与硫杆菌(菌液浓度1～100g/l)1∶1比例所配成的脱硫菌液；将浆液充分曝气充氧，进行生物脱硫预处理，充氧量在0.100～1.000m3/(m2·min)范围内，预处理时间为5～240h；煤基：表示入料的干煤量。
3.将预处理后浆液进行浮选脱硫，同时脱除部分灰分，提取精煤。
本发明原理是在煤泥中加入一定量的脱硫菌，并在一定的细菌浓度和氧(空气)作用下，一方面将有机硫转变为硫酸盐，另一方面生物药剂细菌会选择的吸附在无机硫黄铁矿表面，增加了黄铁矿表面的亲水性，使得原本与煤的疏水性相差不大的黄铁矿拉大了距离，导致了黄铁矿的可浮性变坏，从而有利于煤的脱硫，与此同时，生物药剂难以附着在煤炭颗粒表面，颗粒仍保持其疏水性，从而利用浮选技术脱除煤泥中的硫。
本发明和现有技术相比所具有的有益效果在于：
1.目前工业上脱硫技术一般为燃后脱硫，虽然脱硫效率高，一般可达90％以上，但存在投资大、运行成本相对较高以及脱硫后废石膏如何利用等问题，相比较，本发明优势在于对煤进行燃前脱硫，并利用生物处理方法，避免了然后可能出现的环境污染问题，且微生物法脱除煤泥中硫是人工加速自然界硫循环的过程，对生态环境的效益是其它脱硫过程无可比拟的。微生物法脱硫成本约在每吨煤泥10～20元，比现行的其它煤燃烧前脱硫或烟气脱硫都更具经济竞争力。
2.与常规浮选法相比，该工艺不仅可以脱灰，而且可有效地脱除硫份，达到双赢的目的。
该工艺符合国家产业发展方向，产品能够满足脱除煤泥中硫的迫切需求，市场前景广阔，属国家鼓励发展的节能、减排、环保项目领域，对保持我国资源实现可持续发展具有很大的社会和经济意义。
附图说明
图1是本发明利用生物预处理与浮选脱除煤泥中硫份的工艺图。
具体实施方式
实施实例一：
以-0.125mm70％粒级、硫含量2.12％的煤泥为原料，生物预处理，生物药剂脱硫菌加入量0.1％(煤基)，充气量0.512m3/(m2·min)，煤浆浓度50％，预处理时间48h，浮选，煤泥脱硫率59％。
实施实例二：
以-0.074mm50％粒级、硫含量2.43％的煤泥为原料，生物预处理，生物药剂脱硫菌加入量0.5％(煤基)，充气量0.512m3/(m2·min)，煤浆浓度30％，预处理时间72h，浮选，煤泥脱硫率62％。

Claims (1)

1.一种利用生物预处理和浮选脱除煤泥中硫的工艺，其特征在于其特征是利用生物药剂对细粒煤泥进行预处理，技术方案为：
(1).以-0.5mm粒径的煤泥为原料，其中-0.074mm的粒度50％以上；
(2).用一定量的煤基、0.1～5wt％煤基的生物药剂以及一定比例的水，配制成浓度在1～60wt％范围的煤浆液；其中，生物药剂选用红球菌与硫杆菌1∶1比例所配成的脱硫菌液，将浆液充分曝气充氧，进行生物脱硫预处理，充氧量在0.100～1.000m3/(m2·min)范围内，预处理时间为5～240h；煤基：表示入料的干煤量；红球菌：菌液浓度1～100g/l，硫杆菌：菌液浓度1～100g/l；
(3).将预处理后浆液进行浮选脱硫，同时脱除部分灰分，提取精煤。
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