[发明专利]一种生物脱除煤中有机硫的工艺

说明书

本发明提供一种生物脱除煤中有机硫的工艺。工艺步骤为：(1)菌种来源及筛选；(2)脱硫处理；(3)脱硫率测定。本发明从天津杨柳青燃煤发电厂采集的两种土壤样品、天津原津塘煤炭加工厂采集的一种土壤样品、天津原津塘煤炭加工厂采集的池水与河道水，筛选获得煤炭脱硫菌群。以二苯并噻吩(DBT)为煤炭中有机硫的模型化合物，获得菌群的最优脱硫工艺参数为：DBT浓度0.2mmol/L，温度28℃，pH值7.1，摇床转速170r/min，脱硫率3天内最高达到99.62％。该工艺操作简单，处理时间短，可用于脱除煤中有机硫或者处理其他含噻吩类物质，具有较高的实际应用价值和推广价值。

技术领域

本发明属于洁净煤技术领域，具体涉及一种生物脱除煤中有机硫的工艺。

背景技术

煤是世界上重要的一次能源，为三大化石燃料之一。在全世界范围内的能源储量上，煤要远大于石油。我国作为一个多煤并且贫油的国家，煤炭是中国的主要能源，占75％以上，其中用于直接燃烧的占80％以上，且50％以上以块煤的形式用于工业或者家用锅炉。随着煤炭的不断开采，高硫煤的大量使用成为必然，若不经处理直接燃烧，将会有90％的硫转变成SO₂排放入大气中，对环境造成严重污染，如SO₂排放导致的酸雨。煤炭在发展社会经济上贡献巨大，但同时也造成了生态环境的巨大压力。这就迫切需要加大煤炭清洁高效利用，最大程度降低排放和污染。

煤炭中的硫主要以三种形式存在：黄铁矿硫，有机硫和硫酸盐硫。一般对燃煤前脱硫有物理方法，化学方法和生物方法，常规方法中加氢脱硫能较有效脱除无机硫分，但有机硫由于其自然精细，分散在煤基质中成为最不易脱除的硫，并且还能抵抗常规的化学脱硫，难度大，成本高。最近的研究证明，生物脱硫是减少煤中硫含量，生产环境友好型燃料的一种有前景的方法。煤炭生物脱硫是将生物与煤接触，利用不同微生物，包括细菌和真菌的代谢活动，通过氧化-还原反应将煤中硫脱除的方法。该方法相比理化脱硫方法有条件温和，经济，对煤热值不会损耗，并且可脱除煤中有机硫等显著的优越性。因此，采用微生物脱硫方法成为一种较新的生态技术或清洁方法，可从煤中更高效地除去硫(特别是有机硫)，以解决与高硫煤燃烧相关的环境问题。

目前关于微生物法煤炭脱硫的研究中，存在脱硫菌种单一，多为红球菌，以及处理时间长，脱硫效率低等劣势。本发明针对这些问题，从廉价的煤炭周围土壤和水源中筛选出不易污染，生长快，脱硫与降解效率高的混菌，进行煤炭生物脱硫。由于燃料中的硫分60％以上以二苯并噻吩(DBT)和二苯并噻吩衍生物的形式存在，所以以DBT做为煤中有机硫的模型化合物，进行生物法脱硫实验。本发明所提供的菌群与脱硫工艺，可在3天内使脱硫率高达99.62％，且操作简单，处理时间短，可用于脱除煤中有机硫或者处理其他含噻吩类物质，具有较高的实际应用价值和推广价值。

发明内容

本发明旨在提供一种生物脱除煤中有机硫的工艺。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种生物脱除煤中有机硫的工艺，包括如下步骤：

(1)菌种来源及筛选

菌种来源于从天津杨柳青燃煤发电厂采集的两种土壤样品、天津原津塘煤炭加工厂采集的一种土壤样品、天津原津塘煤炭加工厂采集的池水与河道水，分别命名为杨土1，杨土2，津塘土，池水，河道水。将上述样品经过两个月的适硫驯化，再进行以煤粉为唯一碳源的传代培养，获得脱硫菌群。

(2)脱硫处理

以二苯并噻吩(DBT)为模型化合物，进行所得菌的脱硫工艺优化。将所得混合菌配制成菌液，以4％的接种量加入到盛有DBT-乙醇-无机盐营养液的反应器中，其中DBT-乙醇溶液2mL，菌液2mL，无机盐营养液46mL，使最终锥形瓶中的装液总量为50mL。无机盐营养液为磷酸二氢钾2.44g；十二水合磷酸氢二钠14.03g；六水合氯化镁0.36g；氯化铵2.00g；四水合氯化锰0.004g；六水合氯化铁0.001g；氯化钙0.001g。设定各工艺参数进行实验。