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煤微生物脱硫净化技术
作者:管理员    发布于:2016-10-20 08:39:39    文字:【】【】【

  微生物煤炭脱硫是在创造出适宜的含微生物液体湍流流动状态前提下,利用微生物氧化和表面改性原理将煤炭中的硫脱除的技术;在煤水混合物中利用不同微生物的脱硫活性将煤中的硫脱除。在与微生物分离之后,煤浓缩在煤水混合物中;微生物经过再生后可循环利用。通过微生物处理,可以更大限度地获得煤炭的潜在热值及降低煤炭中的灰分含量。

  一、洁净煤是中国能源的未来煤炭是世界能源的重要组成部分,我国是世界上大的产煤国和煤消耗国,煤炭占我国一次能源的3/4,高硫煤储量约占总储量的1/3,并且高硫煤开采比例也逐年上升,而黄铁矿硫约占总硫的60.燃煤和燃油产生的C2等硫化物是大气污染的元凶,又是产生酸雨的主要原因。据北京环保局计算,北京市仅燃煤每年排入大气的C2就达~7的硫,如我国西南地区煤平均含硫量为3.23西北地区为3.05,中南地区为2.02,华北地区为1.65.煤炭中的硫分为可燃硫和不燃硫。不燃硫主要是硫酸盐,可燃硫包括无机硫和有机硫。可燃硫经燃烧生成SO2随烟气排入大气,导致了严重的环境污染,造成的经济损失每年达数百亿元。据报道,1997年,我国的SO2年排放量己达2346万t,居世界位,62的城市大气SO2日平均浓度超过国家三级标准;全国酸雨区面积己占国土面积的30,华中酸雨区酸雨频率高达90以上。中国21世纪议程中指出:发展少污染的洁净煤技术是中国政府履行国际公约、承担相应国际义务的重要方面,也是促进中国以煤为主的能源系统向环境无害的可持续发展的模式转变的战略组成部分。“可见洁净煤是中国能源的未来。

  二、开发煤微生物脱硫技术十分可行我国是一个发展中国家,经济还比较落后,如何采取可持续发展的战略,开发廉价的、操作简便的煤脱硫技术,将具有深远的经济和环境保护意义。在众多的煤洁净、脱硫技术中,煤的燃烧前脱硫技术其脱硫成本仅相当于洗涤烟气脱硫的1/ 10,同时燃烧前脱硫便于大规模、全面地控制燃煤的⑴2、粉尘排放,因而受到各国的高度重视。

  与现有的物理、化学法相比,微生物洁净技术具有投资低、操作简便、反应条件温和、不产生新的污染,并可和现有的物理洗煤过程相结合,脱除其中的灰分,而煤基本无损失,且可提高煤的热值,因而受到许多国家政府和企业的极大关注,竞相开发这一技术。

  煤的微生物洁净技术(主要是脱硫、脱尘)研究是在生物沥滤铜、铀等金属的基础上发展起来的。煤炭中的硫分主要包括有机硫和无机硫、无机黄铁矿硫以及少量的硫酸盐硫。其中,相比有机硫分、黄铁矿硫(eS2)较易去除,早期的研究主要利用Thiobacillusferrooxidans自养菌在几天时间里将黄铁矿氧化分解成铁离子和硫酸,硫酸溶于水中而排出,该方法可去除约90的无机硫,使某些煤的含硫量降至1以下。虽然该方法脱硫效率较高,但缺点是处理的时间较长,并要求较大的反应器容积和较细的煤炭粒径。

  三、国际煤微生物脱硫技术研究进展美国煤气研究所筛选出一种新的微生物菌株IGIST,它能从硫中分离有机硫而不降低煤的质量。

  捷克科学家筛选出的酸热硫化叶菌,可脱去黄铁矿中的75的硫。据统计,捷克利用生物技术脱去煤炭中的无机硫平均达78.5,有机硫平均为23.4.意大利、荷兰、英国和德国等国家参加的欧共体项目己在意大利的NorthSardinia煤矿建立了一个利用煤微生物脱硫净化技术的示范工程,进行应用微生物脱除煤中无机硫及有机硫的工业化实验。实验结果显示,该方法要溶解黄铁矿需花1~2周的时间,煤粒要求细小。同时国际研究机构的实验显示,该方法的技术可行性虽己无障碍,但该方法能耗较高,所需场地较大,经济可行性较差。

  为提高脱硫效率,近年来研究人员把煤的物理选煤技术之一的浮选法和微生物处理相结合,即把煤粉碎成微粒与水混合,并将微生物加入溶液中,让微生物附着在黄铁矿表面,使其表面变成亲水性,能溶于水。在浮选中难以附着在气泡上,下沉至底部,从而把煤和黄铁矿分开。由于它仅处理黄铁矿的表面,因此脱硫时间只需数分钟即可,从而大幅度缩短了处理时间,可脱除无机硫约70.另外,该法在把煤中的黄铁矿脱硫时,灰分也可同时沉底,所以也具有脱去灰分的优点。

  10个/g、PH2的条件下,对美国一种高硫煤(全10.4黄铁矿5.9)处理2分钟后,用常规浮选分离,结果精煤全硫降至6 ~6.45黄铁矿硫脱除率达75以上,而若无细菌处理,精煤全硫仍高达10.2,基本没有脱除。Attia等对皮兹堡两种含硫分别为3.8(黄铁矿硫1.9)和109的煤样利用微生物进行了约10分钟的处理,前一种煤样黄铁矿和灰分的脱除率达到80和60以上,另一煤样也显示了相似的结果。日本Ohmura等也开展了一系列类似的研究,取得了良好的脱硫效果。目前,浮选法微生物脱硫己成为国际上洁净煤技术开发的热点。

  四、我国煤微生物脱硫起步较晚我国在煤的微生物脱硫方面的研究起步较晚,80年代中期后,我国一些研究人员在利用微生物进行煤脱硫(包括有机硫)方面开展了一些基础研究工作。从松藻煤矿分离到氧化亚铁硫杆菌,在PH1.55 ~1.70的条件下,利用浸出法可使黄铁矿硫的去除率达到86. 11~95.16.国家环境保护总局资助,中国环境科学研究院生物工程重点实验室进行了浮选法微生物脱硫工艺的可行性研究。结果显示该工艺是相当可行的。在中性条件下,约经30分钟的微生物处理,可脱除无机硫60,比纯物理浮选提高约1倍。目前该技术正进行扩大规模试验,预计将在未来1~2年内完成,从而为该项目的产业化奠定基础。

  (责任编辑:粱亚奋)(上接第68页)3防水材料的选用由于地下工程长期处于潮湿状态又难维修,但温差变化小等特点,需采用刚柔结合的多道设防。除刚性防水添加剂外,还应选用耐霉烂、耐腐蚀性好、使用寿命长的柔性材料。在垫层上作防水时,应选用耐穿刺性好的材料,如厚度为3mm或4mm的玻纤胎、聚酯胎改性沥青卷材、玻璃布油毡等。

  当使用高分子防水基材时,必须选用耐水性好的黏结剂,基材的厚度应不小于1.5.选用防水涂料时需选用成膜快的、不产生再乳化的材料,如聚氨酯、硅橡胶防水涂料等,其厚度应不小于2.5.地下室构造防水主要考虑变形缝、施工缝、穿墙管线、埋件、局部坑槽、预留接口等,以确保整体防水层的连续性、密实性。对各种穿墙管线、预埋件、预留孔槽、坑池等设施要首先考虑其必要性,力求减少数量、位置准确、做法可靠、施工方便。

  (1)地下室不能只考虑刚性防水,而不做柔性防水。从理论上讲,做好刚性防水可靠又,但是对混凝土的要求却很苛刻,如石子含泥量不得大于1,沙的含泥量不得大于2,沙石级配合理,过秤下料,实际操作中很难把握准确度;还有振捣要均匀不漏振,不过振,这里人为因素很多,也难以做到准确,结果可能出现很多蜂窝麻面。因此,刚性防水的可靠性大为降低,必须加一道柔性防水层(2)地下室的防水必须遵循全封闭原则,避免出现底板做外防水,而墙壁作内防水。只做外墙防7水而不做底板防水,防水层不交圈,结果会出现渗漏现象。

  不要选用水乳型涂料做地下防水,该涂料经过水的长期浸泡后,会产生水化还原反应,呈现溶胀现象,失去防水功能。

  地下室底板高于地下水位时,也要做防水设计,只是设防措施可略微降低。雨季时,雨水构成的表层滞水,会因为填土不密实,而使地表水汇集到地下室周围。此外,地下室附近的水、暖沟也会有积水,这些水均会对地下室构成侵害,设计时必须考虑它们的影响。

  侧墙防水层不宜采用砖砌保护。外墙柔性防水层需要保护,其目的一是防止打夯机夯实回填土撞伤防水层;二是防止建筑物下沉时,回填土中的硬尖物擦伤防水层。为此,应该用有弹性的柔性保护层(软保护层)。但迄今为止,许多工程还沿用过去的砖保护墙,不但起不了保护作用,反而还会伤害防水层。因为砌墙时,对着防水层的一面凹凸不平,在回填土的压力下,尖突物扎入防水层;建筑物下沉时,保护墙不随建筑下沉,防水层被撕裂,保护墙和防水层之间形成一道空隙,这道空隙就成为蓄水层。

  综上所述,笔者认为地下室的防水设计应该遵循:以防为主;防、排结合;截、堵为辅的原则。以地下室工程结构、地形、地质及防水材料等为着眼点,充分考虑上述可能存在的因素。具体问题具体分析,真正使防水工程设计既符合设计规范要求,又有针对性,达到较理想的使用效果。

  (责任编辑:陈子纯)

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